四氢
叶酸(Tetrahydrogen folic acid,代号为FH4或THFA)是叶酸在体内的主要存在形式,又称
辅酶F(CoF),
分子式为C19H23N7O6,它是叶酸分子中
蝶啶的5、6、7、8位各加一个氢形成的,是辅酶形式的叶酸的母体化合物。接触空气容易氧化。当
叶酸缺乏症或某些药物抑制了叶酸
还原酶,使叶酸不能转变为四氢叶酸,都可影响
血细胞的发育和成熟,造成
巨幼细胞性贫血。
四氢叶酸在体内作为一碳
基团转移酶系的辅酶,以一碳基团的载体参与一些生物活性物质的合成,如
嘌呤、
嘧啶、
肌酸、
胆碱、
盐酸肾上腺素等。
四氢
叶酸是体内一碳单位
转移酶系统中的
辅酶,是由叶酸在
维生素c和NADH+存在下,经叶酸
还原酶作用下生成
二氢叶酸,然后由
二氢叶酸还原酶催化生成四氢叶酸。四氢叶酸是一碳
基团的载体,可传递一碳单位,参与
嘌呤、的合成,对正常
血细胞的生成具有促进作用。所以当叶酸缺乏或某些药物抑制了叶酸还原酶,使叶酸不能转变为四氢叶酸,都可影响血细胞的发育和成熟,造成
巨幼细胞性贫血。
叶酸的辅酶亦称辅酶F。是叶酸的
还原物,(FAH4)接触空气容易氧化。开始合成
甲酰基的
衍生物(N5-甲四氢
叶酸),作为Leuconostoccitrovorum 8081(后订正为
片球菌属 cerevisiae)的发育因子(叶酸无效),亦称
亚叶酸因子(citrovor-um factor,CF或folinic acid),或甲酰四氢叶酸。是在FAH4的N5上连接-CHO的物质,已从肝脏中分离出来。
在生物体中,作为活性
甲酸由
酶促反应易与N10-甲酰FAH4,N5·10-次甲FAH4和N5·10-亚甲FAH4等间互相转移,C1基即
甲酰基,
甲基,羟甲基或
亚胺甲基(-CH=NH)等的转移。在具有c1基中间产物的
嘌呤和嘧啶核酸的合成,
甘氨酸与
丝氨酸的转换,
组氨酸的生物合成的分解等过程中具有
辅酶的作用。在动物中,四氢叶酸是经由
二氢叶酸的二个阶段还原反应而生成。氨甲蝶呤在此步骤中抑制辅酶的合成。在微生物中,二氢
蝶酸和
谷氨酸结合而生成二氢叶酸。
四氢叶酸
分子式中第5,10两个氢原子即为一碳单位的传递体。所谓一碳单位,是指在代谢过程中某些化合物分解代谢生成的含一个
碳的
基团,如
甲基(CH3)、
CH2(—CH2)、
次甲基或称
甲烯(=CH—)、
甲酰基(—CHO)、
亚胺甲基(—CH=NH)等。
四氢叶酸携带这些一碳单位,形成10-甲酰基四氢叶酸(10-CHO-
四氢呋喃)、5,10亚
甲基四氢叶酸(5,10-CH2-GHF)、5-甲基四氢叶酸(5-CH3-THF)及5亚胺甲基四氢叶酸(5-CH=
NhTHF)等。基中5-甲基四氢叶酸与
血浆蛋白相结合,主要转运到肝脏贮存。
四氢叶酸是一碳
基团转移酶的
辅酶,具有传递一碳基团的作用,是许多
生物合成反应所必需的辅酶,其分子中的N5和N10是结合一碳基团的部位。因一碳基团是生物体内合成
嘌呤核苷酸和
胸腺嘧啶核苷酸的原料之一,所以
叶酸在
核酸的生成过程中起着重要作用,并对
蛋白质的合成和
细胞的生长产生影响。
若机体内缺乏四氢叶酸,则使多种生物合成反应受阻;高等动物最典型的表现为血红细胞的发育和成熟受到影响,易发生巨幼红细胞性贫血症;人在
妊娠期,由于需要量增高可导致缺乏,严亏者可使胎儿发生
神经管畸形。
体内叶酸经叶酸
还原酶的还原作用和
维生素Bi2的
催化作用后变成四氢叶酸,后者是
脱氧核糖核酸合成过程中必需的
辅酶。因此,
羟钴胺素或
叶酸缺乏症都可致四氢叶酸减少,进而引起DNA合成减少。幼稚红细胞内的DNA合成减少使其分裂和增殖时间延长,导致
细胞核的发育落后于胞浆(
血色素的合成不受影响)的发育,使红细胞的胞体变大,形成巨幼红细胞。由于红 细胞生成速度慢,加之异形的红细胞在
骨髓内易被破坏,进入血循环的成熟红细胞寿命也较短,从而造成贫血。
关于5-
甲基四氢叶酸 采用ODS分离柱(250 mm×4.6 mm i.d.)、恒组成流动相(8.5% CH3
可数名词33 mmol·L-1磷酸缓冲液,pH 3.0)并结合
荧光检测的高效液相色谱(HPLC)技术,可以对生物体内重要的叶酸存在形态,四氢叶酸和5-甲基四氢叶酸进行分析定量;将这种检测方法应用于
亚甲基四氢叶酸还原酶和
甲硫氨酸合成酶的活性分析,不需要使用
放射性同位素,并且具有检测灵敏度高、特异性强、重复性好、操作简单迅速的特点。使用
维生素c、
2-巯基乙醇或
二硫苏糖醇,在检测过程中
叶酸化合物和酶保持稳定;反应体系中也没有任何试剂会干扰反应产物四氢叶酸和5-
甲基四氢叶酸的HPLC检测。