Tetrahydrofolat (THF) frakter C1-enheter i reaksjoner som danner aminosyrene metionin, glycin og serin; deltar i syntese av nukleinsyrer (puriner, thymidylat); pantotenat; og formyl-metionyl tRNA i proteinsyntesen. Molekylet THF settes sammen i mitokondriene av tre forskjellige molekyler: pterin laget fra GTP i cytosol, p-amino-benzosyre laget fra chorismat i plastidene, samt aminosyren glutamat. Molekylet kan også ha en lenger polyglutamyl-hale. C1 har forskjellige oksidasjonstrinn, metyl, metenyl og formyl. Spesielt bindingen mellom C9 og N10 i molekylet er ustabil og kan brytes oksidativt, fotooksidativt eller via pH. Folat kan lagres i vakuolene, men brytes for øvrig raskt ned. De forskjellige formene av tetrahydrofolat (THF) er 5-metyl-THF (N5-CH3), 10-formyl-THF (OHC-N10), 5,10-metenyl-THF (N5=CH=N10), 5,10-metylene-THF (N5-CH2-N10), 5-formyl-THF (N5-CHO). Andre enkarbon (C1)-overførere i planter er S-adenosylmetionin og metylmetionin, som deltar i metylering av histoner eller DNA (epigenetikk).
Enzymet dihydrofolat reduktase i syntesen av nukleotider har folat som substrat. Methotrexat har strukturlikhet med folat og hemmer dihydrofolat reduktase. Derved blokkeres biosyntesen av nukleotider, noe som er mer skadelig for celler som deler seg svært aktivt med tilhørende DNA-replikasjon, enn de normale cellene. Methotrexat kan derved benyttes i kjemoterapi mot visse former for kreft.
Figuren viser den kjemiske strukturen til tetrahydrofolat
Enzymet metylentetrahydrofolat reduktase katalyserer hos dyr reaksjonen:
5,10-metyl-tetrahydrofolat → 5-metyltetrahydrofolat
5-metyltetrahydrofolat deltar i metylering av homocystein til aminosyren metionin katalysert av 5-metyltetrahydrofolat-homocystein metyltransferase (metionin syntase) som også trenger vitamin B12.
5,10-metyl-tetrahydrofolat inngår i omdannelsen av dUMP til dTMP i biosyntesen av pyrimidiner, samt i biosyntesen av puriner.
Enzymet serin hydroksymetyltransferase katalyserer reaksjonen i en vitamin B6-avhengig reaksjon (pyrodoksalfosfat):
tetrahydrofolat → 5,10-metyl-tetrahydrofolat
som deltar i omdannelsen av aminosyren L-serin til aminosyren glycin som deltar i enkarbonmetabolismen.
Reaksjonen og syklusen fra aminosyren metionin → S-adenosylmetionin → S-adenosylhomocystein → homocystein → metionin deltar også i enkarbonoverføring i metabolismen