蚁酸是什么酸(蚂蚁是如何产生蚁酸的?)
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:
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:
- 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:
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):
各类一碳单位
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。
蚁酸,可以说是生物进行废物利用的最好例子。