5,10-메틸렌테트라하이드로폴산(영어: 5,10-methylenetetrahydrofolate, MTHF)은 엽산(비타민 B9)의 생체 내 활성 형태인 테트라하이드로폴산(THF)에서 유래한 보조 인자(cofactor)이다. N5,N10-메틸렌테트라하이드로폴산 또는 5,10-CH2-THF로도 불리며, 자연계에서는 [6R]-5,10-메틸렌테트라하이드로폴산 부분입체 이성질체 형태로 존재한다. 화학식은 C20H23N7O6이다.
생화학적 기능
5,10-메틸렌테트라하이드로폴산은 단일 탄소 대사(one-carbon metabolism)에서 핵심적인 중간생성물로 작용한다. 세린 하이드록시메틸트랜스퍼레이스(serine hydroxymethyltransferase)에 의해 테트라하이드로폴산과 세린으로부터 생성되며, 5-메틸테트라하이드로폴산(5-MTHF), 5-폼일테트라하이드로폴산, 메테닐테트라하이드로폴산으로 상호전환될 수 있다.
피리미딘 생합성: 티미딜산 생성효소(thymidylate synthase)의 기질로서 디옥시유리딘 일인산(dUMP)을 디옥시티미딘 일인산(dTMP)으로 메틸화하는 반응에서 단일 탄소 공여체 역할을 한다. 이는 DNA 합성에 필수적인 티미딘(thymidine)의 생합성에 관여한다.
MTHFR의 기질: 메틸렌테트라하이드로폴산 환원효소(MTHFR)에 의해 5-메틸테트라하이드로폴산(5-MTHF)으로 환원되며, 이는 호모시스테인을 메티오닌으로 재메틸화하는 메틸 회로(methyl cycle)에서 필수적인 보조 인자이다. MTHFR 유전자의 결핍은 호모시스틴뇨증(homocystinuria)을 유발할 수 있다.
폼알데하이드 해독: 폼알데하이드(formaldehyde)의 세포 내 해독 과정에서 중간생성물로 기능한다.
임상적 응용: [6R]-5,10-메틸렌테트라하이드로폴산은 항암제 플루오로유라실(5-FU)의 세포 독성 항종양 효과를 향상시키는 생체 조절인자(biomodulator)로 연구되고 있으며, 대장암 환자를 대상으로 한 임상 시험에서 평가된 바 있다. 이는 기존에 사용되던 류코보린(leucovorin)의 대사 경로를 우회할 수 있는 장점이 있다.
