叶酸代谢途径

叶酸介绍

叶酸（folate）是一类化合物的总称，它包括叶酸（folic acid）及其衍生物5-甲基四氢叶酸（5-MTHF）、5-甲酰四氢叶酸（5-FTHF，又称亚叶酸）、10-甲酰-四氢叶酸、5,10-亚甲基四氢叶酸以及基团未被取代的甲基叶酸（THF）。叶酸是人体必需的维生素，人体自身不能合成只能从饮食中获得。叶类蔬菜、豆类、坚果类、肉类等食物中含有丰富的叶酸。在西方很多国家，自从人们意识到叶酸的重要性，很多加强食物中都加入了叶酸（folic acid），它是叶酸的非活性氧化型形式。叶酸的推荐每日膳食供应量随年龄和性别改变。当前没有研究表明过量的叶酸摄入有害，因此普遍认为叶酸是长期安全有效的。同时，还是提出了叶酸每日摄入量的上限值。

叶酸循环

饮食中摄入的叶酸主要是以多聚谷氨酸盐形式，为便于转运其必须经过水解。这是叶酸代谢的第一部，发生在肠粘膜上。二氢叶酸转移酶（DHFR）先是将叶酸还原成中间产物二氢叶酸，再生成四氢叶酸（THF）。四氢叶酸是产生甲酰基、甲基、亚甲基等叶酸形式的底物。亚甲基四氢叶酸经甲基四氢叶酸还原酶（MTHFR）催化转变成5-甲基四氢叶酸(5-MTHF)，5-MTHF是血液中主要的叶酸形式。

叶酸与生物体内神经发育密切相关，是体内嘌呤合成必需的物质，嘌呤是DNA和RNA的重要结构。在细胞分裂的过程中需要大量的DNA复制，因此，在妊娠期生命早期胚胎快速生长和发育过程中，叶酸尤为重要。如果体内的嘌呤含量不充分则会导致突变和染色体异常。

鸟嘌呤是产生三磷酸鸟苷（GTP）的必需物质，GTP是四氢生物喋呤（BH4）的前体物质。BH4对于许多与细胞调节的物质的产生有着重要的作用，如：一氧化氮，其对于血流调节至关重要，且与免疫应答密切相关，被认为是一种新的神经递质，同时多巴胺、去5-羟色氨、去甲肾上腺素以及褪黑素等物质的产生，都需要BH4。而这些通路的异常都与自闭症谱系障碍(ASD)有关。

腺嘌呤是另一种重要的嘌呤物质，它是三磷酸腺苷（ATP）的前体物质，ATP是细胞内主要的能量载体同时与线粒体功能密切相关，它不仅是线粒体所产生能量的载体同时还调节着线粒体的功能。因此，ATP对于细胞内的代谢过程有着重要的作用，同时有研究表明，在给予叶酸补充之后能明显改善线粒体功能。

S-腺苷甲硫氨酸（SAM）来源于蛋氨酸，是一种重要的甲基供体，它的产生同样需要叶酸。蛋氨酸（也称甲硫氨酸）是由蛋氨酸合成酶（MS）合成，这一过程中钴胺素（维生素B12）作为一种重要的辅因子，钴胺素同时也是5-MTHF转化成THF过程中必要的辅因子。甲基化过程对于调节染色体动态性、基因表达以及酶功能必不可少，且它与氧化还原过程相关，因同型半胱氨酸是谷胱苷肽的前体物质。有研究表明，口服低剂量的亚叶酸和同时连续注射甲基钴胺素会增加体内谷胱苷肽的产生同时提高ASD儿童的发育水平。

综上，叶酸参与体内多个生物过程，对生物的发育过程起着重要的作用。

参考文献：Richard E Frye, John C Slattery & Edward V Quadros，Folate metabolism abnormalities in autism: potential biomarkers. Biomark. Med. (2017) 11(8), 1–13