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脱氧胸腺嘧啶核苷酸（dTMP）是由脱氧尿嘧啶核苷酸（dUMP）甲基化生成。而dUMP由dUTP水解生成：
体内进行此种“浪废”能量的反应过程的意义在于：细胞必须减少细胞内dUTP浓度以防止脱氧尿嘧啶掺入DNA中，因为合成DNA的酶系不能有效识别dUTP和dTTP.
dUMP甲基化生成dTMP由胸腺嘧啶合成酶（thymidylate synthetase，TS）催化，N5，N10－甲烯FH4提供甲基。N5、N10-甲烯-FH4提供甲基后生成的FH2又可以再经二氢叶酸还原酶的作，重新生成四氢叶酸。
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