叶酸代谢与基因组稳定性
叶酸代谢简介
叶酸代谢王晓会 124120035 12生A叶酸简介：叶酸(folic acid，FA)又称蝶酰谷氨酸，由喋啶核、对氨苯甲酸及谷氨酸三部分组成，是一种水溶性B族维生素。
人体自身不能合成叶酸，需从食物或消化过程中解体的微生物菌体获得。
目前人类所摄人的叶酸包括天然食品中的多聚蝶酰谷氨酸，及药物和强化食品中所添加的氧化型叶酸(folic acid，FA)。
饮食中不同类型的叶酸在体内经肝脏代谢转化形成5-甲基四氢叶酸(5-methyltetrahydrofolate，5-MeTHF)后进入血液循环系统被细胞吸收利用。
FA作为一类重要的微营养物质，对保持染色体正常染色体构像和DNA正常甲基化起到重要作用。
FA具有众多的衍生化合物，包括蝶酰单谷氨酸、蝶酰多聚谷氨酸以及携带或不携带甲基的各种形式，所有这些FA的衍生分子统称folate(FL)植物或食品中的FL都以多聚蝶酰谷氨酸形式存在，被摄人体内后，大部分被还原为5-甲基四氢叶酸，5-methylTHF是进入血液的主要FL。
5-methylTHF进入细胞后通过一碳单位的若干传递过程，最后转变为四氢叶酸(tetrahydrofolate，THF)。
叶酸的代谢过程：叶酸主要涉及DNA合成和DNA甲基化两个重要的生物化学过程，一方面涉及尿嘧啶脱氧核苷酸(dUTP)到胸腺嘧啶脱氧核苷酸（dTTP）的合成。
另一方面，通过同型半胱氨酸（HC）合成甲硫氨酸（Met）、S-腺苷甲硫氨酸（SMA）的生化过程进而影响DNA 甲基化。
当叶酸缺乏时会导致dTTP合成受阻，dUTP积累并掺入DNA，可在继后的DNA修复和修复过程中诱发基因突变、DNA单双链断裂、染色体的断裂及等位基因稳定性下降事件；叶酸缺乏也可导致SMA合成受阻，降低整体DNA甲基化程度，甚至改变细胞中的特异性甲基化模式，从而改变基因表达方式，DNA甲基化水平的降低还可能导致着丝粒异染色质凝聚水平下降，从而在有丝分裂过程中引起某些染色体分离异常，形成非整倍体。
基因组稳定性和维持的分子机制和调控
基因组稳定性和维持的分子机制和调控基因组稳定性是指细胞染色体的结构、数量和功能的稳定性，维持基因组稳定性是细胞正常分裂和细胞生长的前提，同时也是预防基因突变和染色体易位的关键步骤。
基因组的稳定性由多种因素维持，其中包括DNA修复、染色质修饰、转录后修饰、RNA监视、表观遗传和细胞周期调控等多种分子机制。
本文将详细探讨这些分子机制的作用和调控。
1. DNA修复DNA修复是指细胞修复DNA损伤的过程，是维持基因组稳定性的第一道防线。
DNA损伤的来源很多，包括自然放射线、化学物质、紫外线、热等，而且每天每个细胞中都会产生数千次DNA损伤。
如果这些损伤没有被修复，就可能导致细胞突变和凋亡，从而影响基因组的稳定性。
DNA修复主要分为四类，包括直接损伤修复、间接损伤修复、错配修复和交叉连接修复。
这些修复机制是相互协作的，形成一个复杂的修复网络。
直接损伤修复：直接损伤包括双链断裂、单链断裂和碱基损伤等，细胞通过不同的机制对这些损伤进行修复。
其中双链断裂是最严重的一种DNA损伤，它会导致染色体的严重变化和细胞凋亡，因此需要高效的修复机制。
双链断裂主要通过同源重组、非同源末尾连接和DNA捆绑蛋白介导的双链断裂重合机制等修复。
间接损伤修复：间接损伤主要指由离子辐射、自由基和电离等导致的DNA旁效应。
间接损伤主要通过碱基修复酶、核苷酸切割酶、DNA芯片切割酶、DNA链转移酶和DNA聚合酶等来进行修复。
错配修复：错配修复是指修复DNA链上的错误碱基，其主要机制包括同源重组、DNA芯片切割和错配修复酶介导的错误碱基切除。
这种修复模式是在DNA重复时发生的，而且通常与染色体良性异常有关。
交叉连接修复：交叉连接修复是针对由化学物质和某些治疗手段引起的双链断裂和单链断裂。
这种修复通过同源重组、非同源末尾连接和DNA捆绑蛋白介导的双链断裂重合机制等不同机制完成。
2. 染色质修饰染色质修饰指调控染色体结构和功能的一系列化学改变，包括甲基化、乙酰化、泛素化、磷酸化等多种形式。
叶酸代谢酶检测
叶酸代谢酶基因筛查项目介绍近年来，不育不孕与新生儿出生缺陷发生率呈逐年上升趋势，引起了医疗及政府相关部门的高度重视。
中国疾病预防控制中心妇幼保健中心于2007年先后三次向全国妇幼保健院发出关于开展“妇幼保健遗传检测服务项目”的函，特别强调：“随着人类基因组计划和国际人类基因组单体型图计划的完成，在发达国家基因检测技术也逐渐成为健康医疗体系中的一部分，并已证明能有效降低个人患病风险，同时节约医疗开支”。
同时指出：“为了提升妇幼保健服务的技术含量，将最新的预防检测技术及时应用于妇幼保健服务。
”首期推出了以“孕期叶酸需求遗传检测”为代表的15项“妇幼保健遗传检测服务项目”。
卫生部于2 009年6月发出了关于《增补叶酸预防神经管缺陷项目管理方案》的通知，进一步加大了预防新生儿出生缺陷宣传和管理力度，对各级卫生部门提出了具体要求。
叶酸缺乏是导致新生儿出生缺陷的主要原因。
导致机体缺乏叶酸有两个方面的原因：一是叶酸摄入量不足，二是由于遗传（基因）缺陷导致机体对叶酸的利用能力低下（叶酸代谢通路障碍）。
科学研究证明，通过基因检测技术手段，对人体MTHFR基因及MTRR基因做检测，可以及早发现不同个体对叶酸的吸收利用水平，从而筛查出容易引起叶酸缺乏的高危人群，实现个性化增补叶酸（因人而异地确切给出叶酸补充计划和补充量），从而增强叶酸补充依从性，同时加强产前检查，以降低新生儿出生缺陷风险。
而现实生活中，有超过50%的女性是在无意中受孕的。
当知道受孕后，增补叶酸的关键期往往已滞后了2-3个月，不利于胎儿神经管缺陷的有效预防。
从另一方面，，叶酸增补不应仅仅局限在女性，男性补充叶酸有着同等重要的意义。
科学研究证明，男性体内缺乏叶酸，会导致精子质量降低，精液中精子携带的染色体数量异常，引起新生儿出生缺陷。
机体叶酸水平低下，也是引起不育不孕、自发性流产的重要原因之一。
因此，新婚夫妇准备怀孕前，至少应该做一项“孕期叶酸需求（女性）”及“高同型半胱氨酸血症（男性）”的基因检测，这样更有利于优孕。
叶酸在蛋白质合成过程中的作用
课程篇叶酸（folic acid FA）是一种水溶性维生素，也被称为维生素B9。
在自然界中以化学结构形式广泛存在，人们可以在食物中或者人体代谢物中发现它。
叶酸未完全还原为四氢叶酸之前是没有生物活性的。
在人体生理中，叶酸的辅酶有助于S-腺苷蛋氨酸结构中一碳单位的转移和甲基供体的形成，并在嘌呤和胸苷的构建中以及各种核酸和氨基酸的代谢中发挥重要的作用。
一、叶酸对核苷酸合成的影响叶酸的分子结构主要由蝶啶（pteridine）、对氨基苯甲酸（pABA）和谷氨酸残基（glutamate）三部分组成，叶酸是天然存在的一碳基团，其中N5位和N10位可连接不同的氧化形式的一碳基团，作为机体的甲基（CH3-)、亚甲基（-CH2-）、次甲基（-CH=）和甲酰基（O=CH-）供体。
叶酸是从头合成嘌呤和胸腺嘧啶的一个重要分子，为DNA复制和修复提供关键性的原材料，在DNA合成、稳定性和完整性作用机制中起着重要作用。
在体外试验中，越来越多的证据表明，叶酸的缺乏与DNA链的断裂，受损后DNA的修复及基因突变的增加有密切关系，同时，叶酸的补充可以纠正由叶酸引起的一些基因缺陷等。
另外，DNA复制的发动也与DNA甲基化作用有关，叶酸前体通过还原作用生成5-甲基四氢叶酸，后者和同型半胱氨酸共同参与了S-腺苷甲硫氨酸（S-adenosylmethionine SAM）的形成，成为DNA甲基化过程中的重要供体，在甲基基团转移后，SAM转化为S-腺苷同型半胱氨基酸（SAH），它是被广泛认为的一种SAM依赖性的甲基转移酶抑制剂，反过来，SAH用于合成SMA，一般作为甲基供体；SAM通过甲基化胞嘧啶甲基转移酶（MC）作用在DNA中CpG位点，进一步影响特异性基因位点DNA甲基化，参与DNA的修复和复制过程。
二、叶酸对DNA稳定性的影响研究证实，在表观遗传机制中，特别是DNA甲基化的改变，对人类胃肠道恶性肿瘤的发展发挥重要作用。
癌症病例中发现了两种不同的DNA甲基化异常：一种是在整体基因组范围内DNA 甲基化的减少，另一种是特异性基因启动子的CpG岛中的区域甲基化。
补充叶酸对结、直肠癌发生的双面影响
补充叶酸对结、直肠癌发生的双面影响摘要叶酸在DNA的合成和复制中起着重要作用，原有研究提示补充叶酸可以降低罹患结、直肠癌的风险，但近年来的研究对此提出了异议。
本文通过相关文献复习发现，补充叶酸虽可在人体未形成结、直肠癌之前通过提高DNA甲基化的稳定性而产生预防肿瘤的作用，但当肠道内已形成肿瘤微小病灶后，补充叶酸反能产生促进肿瘤生长的作用，这可能与叶酸会促进肿瘤细胞的增殖有关。
此外，补充叶酸对预防结、直肠癌的有效性有时间和剂量依赖性。
因此，在应用叶酸预防结、直肠癌前应常规使用结肠镜进行肿瘤筛查，以排除早期微小腺瘤。
有条件的还应进行红细胞及乙状结肠上皮内的叶酸浓度测定，以评估患者的叶酸水平并据此避免补充的叶酸剂量过大。
叶酸水平与罹患结、直肠癌的关系仍有待学者们更深入研究的揭示。
关键词叶酸DNA甲基化结、直肠癌叶酸是一种存在于蔬菜中的水溶性B族维生素，在体内参与嘌呤和胸腺嘧啶的合成，在DNA的合成和复制中起着重要作用。
原有研究提示，补充叶酸可以降低罹患结、直肠癌的风险，但近年来的研究对此提出了挑战。
本文就补充叶酸对结、直肠癌发生的双面影响作一系统综述。
1 叶酸的体内代谢人体内的叶酸总量在5 ～ 6 mg间，但人体不能自己合成叶酸，只能从食物中摄取并加以吸收和利用。
叶酸经口服后在肠道（主要是十二指肠上部）几乎完全被吸收，5 ～20 min后即见于血中，1 h后达最高血药浓度。
叶酸经门静脉进入肝脏贮存，在肝内二氢叶酸还原酶的作用下转变为具有活性的四氢叶酸。
后者是体内“一碳单位”的转运体，是DNA合成的主要原料。
叶酸的血浆半衰期约为40 min，在体内主要被代谢为喋呤和对氨基苯甲酰谷氨酸，部分由胆汁排泄至肠道的叶酸可被重吸收利用，从而形成肠-肝循环。
2 叶酸与DNA甲基化现已明确，DNA甲基化是基因调控的一种重要方式。
真核细胞DNA中CpG 序列的5位胞嘧啶碱基约90%是甲基化的，细胞分裂、复制的DNA子链必须经适当的甲基化修饰，否则其遗传稳定性将下降，导致染色体脆性提高、易断裂。
育龄女性叶酸代谢相关基因位点多态性研究
·论著·《中国产前诊断杂志（电子版）》 ２０２２年第１４卷第１期育龄女性叶酸代谢相关基因位点多态性研究陈延冰 梁杰 张艳霞（广东省妇幼保健院，广东广州 ５１１４４０）【摘要】 目的 利用基因检测技术，调查广东地区育龄妇女叶酸代谢相关基因多态性分布，筛查出机体叶酸利用能力有缺陷的高风险个体，为其叶酸增补方案提供科学理论指导。
方法 选取５３８６例育龄妇女作为研究样本，利用ＤＮＡ提取以及多重连接探针扩增（ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｌｉｇａｔｉｏｎ ｄｅｐｅｎｄｅｎｔｐｒｏｂｅａｍｐｌｉｆｉｃａｔｉｏｎ，ＭＬＰＡ）检测技术，检测亚甲基四氢叶酸还原酶（ｍｅｔｈｙｌｔｅｔｒａｈｙｄｒｏｆｏｌａｔｅｒｅｄｕｃｔａｓｅ，ＭＴＨＦＲ）叶酸代谢相关基因多态性分布。
结果 犕犜犎犉犚基因６７７位点ＣＣ、ＣＴ、ＴＴ基因型频率分别为５３．５％、３７．４％、９．１％；犕犜犎犉犚基因１２９８位点ＡＡ、ＡＣ、ＣＣ基因型的频率分别为５９．７％，３５．１％，５．２％。
结论 犕犜犎犉犚基因相关位点的检测可成功筛查出叶酸利用欠缺的高风险育龄妇女，为其叶酸增补方案提供科学量化指导。
【关键词】 叶酸代谢；亚甲基四氢叶酸还原酶；多态现象【中图分类号】 Ｒ３９４．３ 【文献标识码】 Ａ犇犗犐：１０．１３４７０／ｊ．ｃｎｋｉ．ｃｊｐｄ．２０２２．０１．００９犇犻狊狋狉犻犫狌狋犻狅狀狅犳狋犺犲犳狅犾犪狋犲犿犲狋犪犫狅犾犻狊犿犵犲狀犲狆狅犾狔犿狅狉狆犺犻狊犿犻狀狑狅犿犲狀狅犳犮犺犻犾犱犫犲犪狉犻狀犵犪犵犲犆犺犲狀犢犪狀犫犻狀犵，犔犻犪狀犵犑犻犲，犣犺犪狀犵犢犪狀狓犻犪犌狌犪狀犵犱狅狀犵犠狅犿犲狀犪狀犱犆犺犻犾犱狉犲狀犎犲犪犾狋犺犆犪狉犲犎狅狊狆犻狋犪犾，犌狌犪狀犵狕犺狅狌５１１４４０，犌狌犪狀犵犱狅狀犵，犆犺犻狀犪【犃犫狊狋狉犪犮狋】 犗犫犼犲犮狋犻狏犲 ｉｓｔｏｕｓｅｇｅｎｅｔｉｃｄｅｔｅｃｔｉｏｎｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，ｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｅｔｈｅｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎｏｆｔｈｅｆｏｌａｔｅｍｅｔａｂｏｌｉｓｍｇｅｎｅｐｏｌｙｍｏｒｐｈｉｓｍｉｎｗｏｍｅｎｏｆｃｈｉｌｄｂｅａｒｉｎｇａｇｅｉｎＧｕａｎｇｄｏｎｇ，ｓｅｌｅｃｔｈｉｇｈ ｒｉｓｋｇｒｏｕｐｏｆｉｎｄｉｖｉｄｕａｌｓｗｈｅｒｅｔｈｅｂｏｄｙｃａｎｎｏｔｕｓｅｆｏｌｉｃａｃｉｄｅｆｆｉｃｉｅｎｔｌｙ，ａｎｄｐｒｏｖｉｄｅｓｃｉｅｎｔｉｆｉｃａｎｄｔｈｅｏｒｅｔｉｃａｌｇｕｉｄａｎｃｅｆｏｒｗｏｍｅｎ’ｓｆｏｌｉｃａｃｉｄｓｕｐｐｌｅｍｅｎｔａｔｉｏｎｓｔｒａｔｅｇｉｅｓ．犕犲狋犺狅犱狊 ｉｓｔｏｓｅｌｅｃｔａｒｅｓｅａｒｃｈｓａｍｐｌｅｏｆ５３８６ｃｈｉｌｄｂｅａｒｉｎｇａｇｅｗｏｍｅｎ，ａｎｄｔｏｄｅｔｅｃｔｆｏｌａｔｅｍｅｔａｂｏｌｉｓｍｇｅｎｅｐｏｌｙｍｏｒｐｈｉｓｍｒｅｌａｔｅｄｔｏｍｅｔｈｙｌｅｎｅｔｅｔｒａｈｙｄｒｏｆｏｌａｔｅｒｅｄｕｃｔａｓｅ（ＭＴＨＦＲ）ｕｓｉｎｇＤＮＡｅｘｔｒａｃｔｉｏｎａｎｄｍｕｌｔｉｐｌｅｘｌｉｇａｔｉｏｎ ｄｅｐｅｎｄｅｎｔｐｒｏｂｅａｍｐｌｉｆｉｃａｔｉｏｎ（ＭＬＰＡ）ｄｅｔｅｃｔｉｏｎｔｅｃｈｎｉｑｕｅ．犚犲狊狌犾狋狊 ｓｈｏｗｓｔｈａｔｔｈｅｇｅｎｏｔｙｐｅｆｒｅｑｕｅｎｃｉｅｓｏｆＣＣ，ＣＴａｎｄＴＴａｔＭＴＨＦＲ６７７ｌｏｃｉｗｅｒｅ５３．５％，３７．４％，９．１％ｒｅｓｐｅｃｔｉｖｅｌｙ，ａｎｄｔｈｅｇｅｎｏｔｙｐｅｆｒｅｑｕｅｎｃｉｅｓｏｆＡＡ，ＡＣａｎｄＣＣａｔＭＴＨＦＲ１２９８ｌｏｃｉｗｅｒｅ５９．７％，３５．１％，５．２％ｒｅｓｐｅｃｔｉｖｅｌｙ．犆狅狀犮犾狌狊犻狅狀 ｉｓｔｈａｔｔｈｅｄｅｔｅｃｔｉｏｎｏｆｇｅｎｅｌｏｃｉｏｆＭＴＨＦＲｃａｎｂｅｕｓｅｄｔｏｓｕｃｃｅｓｓｆｕｌｌｙｓｅｌｅｃｔｈｉｇｈ ｒｉｓｋｇｒｏｕｐｗｉｔｈｔｈｅｄｅｆｉｃｉｅｎｃｙｏｆｕｓｉｎｇｆｏｌｉｃａｃｉｄ，ａｎｄｐｒｏｖｉｄｅｓｃｉｅｎｔｉｆｉｃａｎｄｑｕａｔｉｔａｔｉｖｅｇｕｉｄａｎｃｅｆｏｒｔｈｅｉｒｆｏｌｉｃａｃｉｄｓｕｐｐｌｅｍｅｎｔｓｔｒａｔｅｇｉｅｓ．【犓犲狔狑狅狉犱狊】 Ｆｏｌｉｃａｃｉｄｄｅｆｉｃｉｅｎｃｙ；Ｍｅｔｈｙｌｅｎｅｔｅｔｒａｈｙｄｒｏｆｏｌａｔｅｒｅｄｕｃｔａｓｅ（ＭＴＨＦＲ）；Ｐｏｌｙｍｏｒｐｈｉｓｍ；Ｇｅｎｅｔｉｃ；Ｍｅｔｈｉｏｎｉｎｅｓｙｎｔｈａｓｅｒｅｄｕｃｔａｓｅ 《中国出生缺陷防治报告（２０１２）》中提到，我国出生缺陷发生率高达５．６％，叶酸在出生缺陷的防护起到关键作用。
叶酸的合成及稳定性研究
叶酸的合成及稳定性研究本文对其连续生产的三批叶酸原料药进行质量研究和稳定性研究实验。
通过对叶酸的有关物质检查和含量测定的研究,建立专属性好,灵敏度高,快速,准确的分析方法。
实现对本产品质量的关键指标的控制,为其质量标准的制定奠定基础,并通过稳定性试验,为制定叶酸贮藏条件和有效期提供依据。
叶酸质量研究包括:叶酸的鉴别;分别用高效液相色谱法和传统的紫外分光光度法对三批供试品进行鉴别;有关物质检查:采用高效液相色谱法对叶酸原料药的有关物质进行了检查,并且进行了方法学验证;原料含量测定:采用高效液相色谱法对叶酸原料药的含量进行了测定,并且进行了方法学验证。
主要研究结果如下:1.叶酸的鉴别:采用三种方法进行叶酸的鉴别。
最终确定HPLC法。
2.有关物质检查:(1)确定了最佳色谱条件。
(2)叶酸与其相邻杂质的分离度大于4.0。
(3)叶酸样品进行酸、碱、氧化、热、光照、高湿强制降解,破坏产物均可与主峰基线分离。
(4)最低检测限为0.02ng。
(5)重现性试验中主峰面积的RSD值为0.07%,重复性试验试验的最大单杂的RSD值分别为杂质A RSD=1.77%,杂D RSD=1.76%,最大单杂RSD=0.77%,其它总杂RSD=1.15%,中间精密度不同人员、不同时间、不同仪器的精密度良好。
(6)供试品溶液在12小时内稳定,主峰RSD:0.06%。
(7)耐用性试验中,不同波长、不同流动相pH、不同流动相比例、不同柱温、不同流速、不同色谱柱的变更,对系统的分离效果及有关物质测定均无明显影响。
3.含量测定:(1)确定了最佳色谱条件。
(2)主峰的理论塔板数为6478,拖尾因子为1.269。
(3)线性方程为Y=39290020X-581,r=0.9999。
(4)定量限为0.18ng(0.0035%)(5)重现性试验、重复性试验的RSD值分别为0.05%、0.10%。
中间精密度:不同人员、不同时间、不同仪器的精密度良好。
(6)溶液稳定性试验中,主成份溶液在12h内稳定,其峰面积RSD值为0.09%。
叶酸形式、稳定性及天然化叶酸的研究进展
叶酸形式、稳定性及天然化叶酸的研究进展
许天月;张俊杰;魏家乐;成永之;段蕊
【期刊名称】《食品安全质量检测学报》
【年(卷),期】2024(15)2
【摘要】叶酸作为甲基供体参与了许多重要的生物化学反应过程。
叶酸缺乏会引发新生儿神经管畸形、癌症、心血管疾病等。
天然叶酸存在于各类食品中,但稳定性差,在加工过程中会大量损失,生物利用度低。
合成叶酸常用于膳食补充剂及强化食品中,相比天然叶酸稳定性较好,生物利用度较高,但存在代谢风险。
天然化叶酸是天然叶酸的稳定形式,无代谢障碍,可直接被人体吸收利用。
目前,天然叶酸和合成叶酸的稳定性研究通常只聚焦在pH、温度、光照、氧气等其中一个因素。
本文对比了天然叶酸和合成叶酸的代谢途径,总结了光照、温度、pH和氧气对天然叶酸和合成叶酸稳定性的影响。
另外,介绍了天然化叶酸的研究进展,为其在食品领域中的开发应用提供理论依据。
【总页数】9页(P266-274)
【作者】许天月;张俊杰;魏家乐;成永之;段蕊
【作者单位】江苏海洋大学海洋食品与生物工程学院;江苏海洋大学海洋科学与水产学院;连云港金康和信药业有限公司
【正文语种】中文
【中图分类】R74
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叶酸代与基因组稳定性王晓会124120035 12生A摘要：叶酸是人体DNA合成、氨基酸之间相互转化、血红白肾上腺索、胆碱、肌酸合成所必需的物质。
叶酸为体DNA合成、修复及甲基化所必需的微营养素，其缺乏可诱发DNA其代涉及DNA 合成及甲基化等重要生化过程，对维持人类遗传稳定性意义重大。
关键词：叶酸；人类基因组；稳定性许多国外实验室营养基因组学的研究发现，若干微量营养素能影响人类基因组的稳定性，这些微量营养素表现了对基因组的保护或损伤作用对基因组的健康有维护效应。
叶酸简介：叶酸(folic acid，FA)又称蝶酰谷氨酸，由喋啶核、对氨苯甲酸及谷氨酸三部分组成，是一种水溶性B族维生素。
FA作为一类重要的微营养物质，对保持染色体正常染色体构像和DNA正常甲基化起到重要作用。
FA具有众多的衍生化合物，包括蝶酰单谷氨酸、蝶酰多聚谷氨酸以及携带或不携带甲基的各种形式，所有这些FA的衍生分子统称folate(FL)植物或食品中的FL都以多聚蝶酰谷氨酸形式存在，被摄人体后，大部分被还原为5．甲基四氢叶酸(5-methyltetrahydrofolate，5-methylTHF)，5-methylTHF是进入血液的主要FL。
5-methylTHF进入细胞后通过一碳单位的若干传递过程，最后转变为四氢叶酸(tetrahydrofolate，，IHF)。
叶酸的代过程：叶酸主要涉及DNA合成和DNA甲基化两个重要的生物化学过程，一方面涉及尿嘧啶脱氧核苷酸(dUTP)到胸腺嘧啶脱氧核苷酸（dTTP）的合成。
另一方面，通过同型半胱氨酸（HC）合成甲硫氨酸（Met）、S-腺苷甲硫氨酸（SMA）的生化过程进而影响DNA甲基化。
当叶酸缺乏时会导致dTTP合成受阻，dUTP积累并掺入DNA，可在继后的DNA修复和修复过程中诱发基因突变、DNA 单双链断裂、染色体的断裂及等位基因稳定性下降事件；叶酸缺乏也可导致SAM合成受阻，降低整体DNA甲基化程度，甚至改变细胞中的特异性甲基化模式，从而改变基因表达方式，DNA甲基化水平的降低还可能导致着丝粒异染色质凝聚水平下降，从而在有丝分裂过程中引起某些染色体分离异常，形成非整倍体[1]。
FL进入叶酸循环后，所参与的一碳单位传递转移包括几个关键步骤：首先，一碳单位在2种不同氧化态(甲酸氧化态和甲醛氧化态)的4个位点进入叶酸循环(见图1)：携带甲酸氧化态一碳单位的FL通过5．formylTHF(5．甲酰四氢叶酸)、10．formyl，IHF(10一甲酰四氢叶酸)、5-formiminoTHF(5．亚胺甲基四氢叶酸)3个部位进入叶酸循环；携带甲醛氧化态一碳单位的FL通过5，10．methylene，IHF(亚甲基四氢叶酸，5，10一MnTHF)进入叶酸循环。
携带一碳单位的FL 进入叶酸循环以后，随即参与分子一碳单位的传递与转换。
5-formylTHF及10一fomylTHF被转化为5，10．methenyl THF，后者随即被还原为5，10．MnTHF。
亚甲基四氢叶酸还原酶将5，10。
MnTHF还原为5一methylTHF，后者经甲硫氨酸合成酶催化转变为THF，以接受下一个碳单位[2]。
FL缺乏可引起的一系列人类疾病和肿瘤，其风险提高的主要病因与机制在于FL对于维持DNA完整性具有至关重要的作用。
叶酸与肿瘤：FL缺乏可在骨髓和外周血引起巨幼红细胞的异常变化并导致巨幼红细胞性贫血，大量的研究提示，血清或红细胞FL 缺乏与高半胱氨酸(HC)血症及相关的心血管疾病、神经管发育缺陷、Alzheimer病、唐氏综合征的发生相关联。
由于FL缺乏导致DNA甲基化的模式改变，DNA链乃至染色体断裂，所以普遍认为FL缺乏具有诱变效应并提高了肿瘤发生的风险。
FL对结肠癌、肺癌、胰腺癌、口腔和咽道癌、食道癌、胃癌、子宫颈癌、成神经细胞瘤、白血病具有明显的防作用。
FL缺乏可以导致抗乳腺癌蛋白(BCRP／ABCG2)表达特性丧失[3]。
对切除了结肠腺瘤或结肠癌的个体补充FL可以使该个体正常组织的低甲基化状态得以纠正、黏膜细胞增生得到抑制；在离体情况下，HC加速人类直肠癌细胞的繁殖而5-methyITHF、DHF 等各种FL则抑制这些细胞的繁殖。
动物学试验不仅证实了FL耗竭是结肠肿瘤形成的诱因，同时还发现FL水平的提高对结肠黏膜已经形成的微小肿瘤病灶则具有促进作用，提示FL对于结肠癌的发生具有双向作用[4]。
叶酸缺乏引起的分子与生理学效应高半胱氨酸(HC)浓度改变。
低FL饮食使得血液和细胞的FL大量消耗，FL代澍物分布状态发生变化。
由于5-methylrIHF与HC共同合成甲硫氨酸，FL摄人减少使5-meth)rITHF处于缺乏状态，HC浓度升高；在FL充足的情况下，血浆Hc浓度一般在6～9tmaol／L，但在FL严重缺乏情况下(血浆FL<2ng／m1)，血浆Hc浓度可达18umol／L[5]。
维生素B12也是与血浆HC浓度相关的重要决定因素，其是以5一meth) ITHF为底物合成甲硫氨酸的辅酶，血清低维生素B12浓度(10—100pmol／L)可使血浆Hc高达23／maol／L。
因此，血浆Hc浓度在某种程度上是FL和维生素B12缺乏的生物标记。
遗传稳定性改变。
由于FL循环和嘧啶、嘌呤合成、DNA甲基化相关，所以与DNA、染色体的结构功能存在着千丝万缕的联系。
dUMP 掺人DNA 5，10一MnTHF是由dUMP合成dTMP的甲基供体，FL 缺乏使得这一反应受阻，导致细胞的dUMP／dUTP比值提高。
Blount 等人曾发现，FL缺乏的个体，其血细胞和骨髓细胞DNA中dUMP含量是正常人的89倍，这种状况在补充FL后得到改善。
细胞中dUMP 含量的增加使得其掺人DNA的量也随之增加，掺入DNA的dUMP 被损伤修复系统识别并由特异性糖苷酶切除，如果在距离小于l2bp 的互补DNA双链上同时切除dUMP，将导致双链断裂，随即产生染色体断裂；如果dUMP不被切除。
则将在以后的DNA复制过程中产生G—C颠换。
引起基因突变。
Crott等在人类淋巴细胞的培养中发现，FA浓度与DNA中的dUMP含量呈明显的负相关，而dUMP在DNA 中的含量又与微核、核质芽、核质桥等遗传损伤呈正相关；Blount 等也发现，随着FA的补充和dUMP在DNA中含量的下降，人体网状细胞的微核频率随之降低[6]。
DNA甲基化与DNA甲基转移酶：由于FL与DNA甲基化最常见的甲基供体s-腺苷甲硫氨酸(SAM)的合成相关，FL缺乏导致SAM 库存减少，从而降低整体DNA的甲基化程度。
FL的缺乏在人类淋巴细胞和大鼠肝脏均引起DNA甲基化程度的普遍下降。
研究已经发现结肠直肠癌DNA的甲基化状态明显低于腺瘤DNA，在同一个体中，表面正常的结肠黏膜DNA的甲基化状态比结肠直肠癌DNA的甲基化程度高。
此外，消化道的癌变组织DNA甲基化程度低于离肿瘤3—5cm远的癌旁组织，而后者的甲基化状态又低。
多哺乳动物离体细胞中，FL缺乏引起的DNA甲基化改变相当复杂，其根据细胞类型、靶器官、细胞转化所处的不同阶段而发生变异，同时也表现基因和DNA位点的特异性，这可能与DNA损伤——DNA 甲基转移酶(dnrnt1)作用特性有一定联系。
通常情况下，FL缺乏在引起基因组整体甲基化水平下降的同时还伴随着drmatl活性的提高与局部CpG岛的超甲基化。
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