四氢叶酸的生物活性与应用

四氢叶酸，英文名为Tetrahydrofolic acid，常温常压下为白色至褐色固体，具有较强的酸性，可溶于碱性水溶液和强极性的有机溶剂。四氢叶酸是一种由叶酸经两步还原而得的生物辅酶，它的合成需要叶酸还原酶和二氢叶酸还原酶的协同催化，该活性分子在生物体内转移一碳化合物的过程中具有重要作用。

图1 四氢叶酸的性状图

特性

四氢叶酸是叶酸的辅酶，亦称辅酶F，它是叶酸的还原物，（FAH4）接触空气容易氧化。该物质是辅酶形式的叶酸的母体化合物，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，造成巨幼红细胞性贫血。

生物活性

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。在具有c1基中间产物的嘌呤和嘧啶核苷酸的合成，甘氨酸与丝氨酸的转换，组氨酸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。[1]

生物应用

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；人在怀孕期，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DNA合成过程中必需的辅酶。因此，维生素B12或叶酸缺乏都可致该活性物质减少，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(血红蛋白的合成不受影响)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。

参考文献

[1] 陈建新,潘继刚,夏炽中等. 四氢叶酸辅酶结构和性能的模拟及取代一碳单元转移反应的研究 [J]. 化学学报, 1998, 56(8): 8.