核酸基本单位脱水缩合过程

（一）一碳单位及其种类

有些氨基酸在代谢过程中能产生含一个碳原子的有机基团，称为一碳单位（one carbon unit）。有关一碳单位生成和转移的代谢称为一碳单位代谢。体内的一碳单位有：甲基（—CH3）、亚甲基或甲烯基（—CH2—），次甲基或甲炔基（—CH＝）、甲酰基（－CHO）及亚氨甲基（－CH＝NH）等。但是，CO、CO2不属于这种类型的一碳单位。

（二）一碳单位的载体

一碳单位性质活泼，不能单独存在，通常与四氢叶酸（FH4）结合而转运或参加物质代谢，FH4是一碳单位的运载体，或称辅酶。叶酸经两次还原反应，在第5、6、7、8位加4个H成为FH4，其结构如下。

FH4分子的N5、N10是一碳单位的结合位置。FH4携带一碳单位的形式及其化学结构如下，其中虚线框代表一碳单位。一碳单位与FH4结合后成为活性一碳单位，参与物质代谢，尤其在核酸的生物合成中占有重要地位。

（三）一碳单位的来源

一碳单位主要来源于丝氨酸、甘氨酸、组氨酸和色氨酸的分解代谢。其中丝氨酸是主要来源。

（四）一碳单位的相互转变

来自不同氨基酸的一碳单位与FH4结合，在酶催化下通过氧化、还原等反应彼此转变，但N5—CH3—FH4的生成是不可逆的。一碳单位的转变如图7－8所示。

（五）一碳单位的生理作用

一碳单位代谢与氨基酸、核酸代谢密切相关，因而对机体生命活动具有重要意义。

1．它是合成嘌呤和嘧啶不可缺少的原料　一碳单位在核酸生物合成中有重要作用，如N5，N10—CH2—FH4直接提供甲基用于脱氧核苷酸dUMP向dTMP的转化。N10—CHO—FH4和N5，N10＝CH—FH4分别参与嘌呤碱中C2，C8原子的生成，所以一碳单位代谢与细胞的增殖、组织生长和机体发育等重要过程密切相关。

2．直接参与S－腺苷甲硫氨酸（SAM）的合成　为体内许多重要生理活性物质的合成提供甲基。体内约50多种物质合成需要SAM提供活性甲基，如肾上腺素、胆碱、肌酸及DNA、RNA与蛋白质的甲基化等。

图7－8　一碳单位相互转变

3．是联系氨基酸代谢、核酸代谢及重要物质合成代谢的枢纽　一碳单位代谢异常，直接影响造血组织DNA的合成，引起巨幼红细胞贫血；而胆碱合成减少，会造成肝内磷脂合成减少，引起脂肪肝；磺胺药及某些抗癌药物（甲氨蝶呤等）也正是通过干扰细菌及肿瘤细胞的叶酸、FH4合成，进而影响一碳单位代谢与核酸合成而发挥药理作用。