一碳单位主要来源于丝氨酸，在丝氨酸羟甲基转移酶催化为甘氨酸过程中产生的N5，N10甲烯FH4；甘氨酸在甘氨酸合成酶（glycine synthase）催化下可分解为CO2，NH+4和N5，N10桟H2桭H4.此外，苏氨酸和丝氨酸都可经相应酶催化转变为丝氨酸。因此亦可产生N5、N10桟H2桭H4。
在组氨酸转变为谷氨酸过程中由亚胺甲基谷氨酸提供了N5桟H＝NHFH4。
色氨酸分解代谢能产生甲酸，甲酸可与FH4结合产生N10桟HO桭H4。
体内一碳单位分别处于甲酸、甲醛不同的氧化水平，在相应的酶促氧化还原反应下可相互转换（图7-14）。这些反应中，N5-CH3-FH4的生成基本是不可逆的。N5-CH3桭H4可将甲基转移给同型半胱氨酸生成蛋氨酸和FH4.催化此反应的酶是N5-CH3FH4同型半胱氨酸甲基转移酶，辅酶为甲基B12.此反应不可逆，故N5-CH3FH4不能自蛋氨酸生成。
蛋氨酸分子中的甲基也是一碳单位。在ATP的参与下蛋氨酸转变生成S－腺苷蛋氨酸（Sadenosylmethionine，又称活性蛋氨酸）。S腺苷蛋氨酸是活泼的甲基供体。因此四氢叶酸并不是一碳单位的唯一载体。
