一碳單位主要來源于絲氨酸，在絲氨酸羥甲基轉移酶催化為甘氨酸過程中產生的N5,N10-CH2-FH4；甘氨酸在甘氨酸合成酶(glycine synthase)催化下可分解為CO2，NH4+和N5,N10-CH2-FH4。此外，蘇氨酸和絲氨酸都可經相應酶催化轉變為甘氨酸 。因此亦可產生N5,N10-CH2-FH4。

在組氨酸轉變為谷氨酸過程中由亞胺甲基谷氨酸提供了N5-CH=NH-FH4。

色氨酸分解代謝能產生甲酸，甲酸可與FH4結合產生N10-CHO-FH4。

體內一碳單位分別處于甲酸、甲醛不同的氧化水平，在相應的酶促氧化還原反應下可相互轉換。這些反應中，N5-CH3-FH4的生成基本是不可逆的。N5-CH3-FH4可將甲基轉移給同型半胱氨酸生成蛋氨酸和FH4。催化此反應的酶是N5-CH3-FH4同型半胱氨酸甲基轉移酶，輔酶為甲基B12。此反應不可逆，故N5-CH3-FH4不能自蛋氨酸生成。蛋氨酸分子中的甲基也是一碳單位。在ATP的參與下蛋氨酸轉變生成S-腺苷蛋氨酸(Sadenosylmethionine，活性蛋氨酸)。S-腺苷蛋氨酸是活潑的甲基供體。因此四氫葉酸并不是一碳單位的載體。