蚂蚁是如何产生蚁酸的？蚁酸合成的代谢途径是什么？ 第1页

作为一种生物防御武器，不仅仅蚂蚁会产生蚁酸，也广泛存在于各种昆虫的体内。

蚁酸实际就是甲酸（HCOOH），最初由蚂蚁蒸馏获得^[1]：

膜翅目、鳞翅目和鞘翅目这些较为高等的昆虫类群，和蚂蚁一样，身上拥有专门分泌蚁酸的腺体，例如^[2]：

• 蚂蚁主要是由腹部后端的毒腺和杜氏腺分泌。
• 蜜蜂主要由头部的下颌腺分泌。
• 舟蛾幼虫主要由头颈部的颈腺分泌。
• 步甲主要由腹部后端的臀腺分泌。

在所有的生物物种体内，都需要四氢叶酸来生物合成其毒腺中的甲酸。

四氢叶酸（C19H23N7O6）是叶酸的生物活性成分：

在生物体内，都发挥着重要的作用。

存在着这样的转化平衡^[3]：

通过丝氨酸羟甲基转移酶(SHMT)的催化，甘氨酸和丝氨酸发生互相转化。

这个转化过程，也同时伴随着5,10-亚甲基四氢叶酸与四氢叶酸的转化：

叶酸的亚甲基发生了转移。

亚甲基和甲基、次甲基、羟甲基、甲酰基、亚氨甲基等，一起被称为一碳单位（one carbon unit，简称C1）：

C1参与蛋白质、核苷酸、泛酸的合成和甲基化，尤其是嘌呤和嘧啶的从头合成。

在生物体内，四氢叶酸是C1的主要载体。

当叶酸缺乏，可导致神经管畸形、巨幼红细胞性贫血、唇腭裂等。

而在蚂蚁的毒腺内，存在大量的四氢叶酸。

在(SHMT)的催化下，四氢叶酸不停转化成5,10-亚甲基四氢叶酸。

5,10-亚甲基四氢叶酸又在亚甲基四氢叶酸还原酶（MTHFR）的催化下合成甲基四氢叶酸。

甲基四氢叶酸再进一步转化为甲酸。

其实在人体的代谢过程中，通过丝氨酸代谢，身体内同样会产生甲酸。只不过甲酸对于我们来说，是代谢废物，可进一步代谢成二氧化碳等排出体外。

但对于蚂蚁来说，甲酸是重要的生物武器。

它们通过毒腺储存起来，发挥着重要的生物作用。

在毒腺中，最终催化甲基四氢叶酸合成的MTHFR酶，是其它酶活性2-3倍^[4]。

蚁酸，可以说是生物进行废物利用的最好例子。

参考

1. ^ 1671年，英国博物学家约翰·雷（John Ray）通过蒸馏蚂蚁获得一种酸，命名为蚁酸。随着有机化学的发展，才发现蚁酸实际就是甲酸。
2. ^ 谭速进. 白蚁能否分泌蚁酸[J]. 中华卫生杀虫药械, 2014(5):431-431.
3. ^ 左爱连, 张伟国, 高伟. 丝氨酸羟甲基转移酶(SHMT)酶学性质研究[J]. 2007.
4. ^ Hefetz, Abraham; Blum, Murray (1 November 1978). "Biosynthesis of formic acid by the poison glands of formicine ants". Biochimica et Biophysica Acta (BBA) - General Subjects. 543 (4): 484–496. doi:10.1016/0304-4165(78)90303-3. PMID 718985.