一碳单位代谢

    某些氨基酸代谢过程中，可分解产生含有一个碳原子的基团，称为一碳单位（one carbon unit），包括甲基（—CH3）、甲烯基（—CH2—）、甲炔基（—CH=）、甲酰基（—CHO）及亚氨甲基（—CH= NH）等。

    （一）四氢叶酸是一碳单位的载体

    四氢叶酸（tetrahydrofolic acid，FH4）是一碳单位的载体，一碳单位常与FH4结合之后参与代谢。叶酸属B族维生素，由蝶呤、对氨基苯甲酸及谷氨酸组成，在体内经二氢叶酸还原酶（dihydrofolate reductase）催化，分两步还原反应生成FH4。FH4分子上的5位和10位N原子是携带一碳单位的位置，分别以N5、N10表示。N5结合甲基或亚氨甲基，N5和N10结合甲烯基或甲炔基，N5或N10结合甲酰基。

    （二）一碳单位的产生及相互转变

    一碳单位主要来自丝氨酸、甘氨酸、组氨酸及色氨酸的分解代谢。在这些氨基酸的分解代谢过程中，一碳单位一经生成就结合在FH4的N5、N10位上。例如：

    在适当条件下，一碳单位可以通过氧化还原反应而相互转变，但还原成N5—CH3—FH4后，则不易再氧化，因此N5—CH3—FH4的生成是不可逆的（图6－10）。体内N5—CH3—FH4的含量较多，是FH4的储存形式。

    （三）一碳单位的主要功能

    1．一碳单位是嘌呤和嘧啶的合成原料 一碳单位在核酸的生物合成中具有重要作用，例如， N10—CHO—FH4与N5，N10 =CH—FH4分别为嘌呤合成提供C2与C8，N5，N10－CH2－FH4为胸腺嘧啶核苷酸合成提供甲基。氨基酸分解代谢产生的一碳单位是核酸合成代谢的原料，因此一碳单位将氨基酸代谢与核苷酸代谢密切联系起来。一碳单位代谢障碍或FH4不足时，可引起巨幼红细胞性贫血等疾病。应用磺胺类药物可使细菌叶酸合成途径受阻，进而抑制细菌生长。人体主要从体外摄取叶酸，因此不受磺胺类药物的影响。肿瘤治疗药物氨甲蝶呤是一种叶酸类似物，可抑制FH4的生成，造成细胞核酸合成障碍，从而抑制细胞增殖。

    图6－10 一碳单位的转变

    2．一碳单位是间接的甲基供体 N5—CH3—FH4提供甲基，使同型半胱氨酸生成甲硫氨酸，甲硫氨酸是体内合成各种甲基化合物，如肌酸、肉毒碱、胆碱、肾上腺素等的甲基供体，因此N5—CH3—FH4是体内甲基的间接来源。