เมทิลทรานสเฟอเรสเป็นกลุ่มเอนไซม์ขนาดใหญ่ที่ทำหน้าที่ เติมหมู่ เมทิลให้กับสารตั้งต้น แต่สามารถแบ่งออกเป็นหลายกลุ่มย่อยตามลักษณะโครงสร้าง กลุ่มเมทิลทรานสเฟอเรสที่พบได้บ่อยที่สุดคือกลุ่มที่ 1 ซึ่งทั้งหมดมีโครงสร้าง Rossmann foldสำหรับจับกับS -Adenosyl methionine (SAM) กลุ่มเมทิลทรานสเฟอเรสกลุ่มที่ 2 มีโดเมน SET ซึ่งตัวอย่างเช่น SET domain histone methyltransferasesและกลุ่มเมทิลทรานสเฟอเรสกลุ่มที่ 3 ซึ่งเกี่ยวข้องกับเยื่อหุ้มเซลล์^{[ 1 ]}เมทิลทรานสเฟอเรสยังสามารถจัดกลุ่มตามประเภทต่างๆ ที่ใช้สารตั้งต้นที่แตกต่างกันในปฏิกิริยาการถ่ายโอนหมู่เมทิลได้อีกด้วย ประเภทเหล่านี้ได้แก่ โปรตีนเมทิลทรานสเฟอเรส, DNA/RNA เมทิลทรานสเฟอเรส, ผลิตภัณฑ์ธรรมชาติเมทิลทรานสเฟอเรส และเมทิลทรานสเฟอเรสที่ไม่ขึ้นกับ SAM SAM เป็นตัวให้หมู่เมทิลแบบคลาสสิกสำหรับเมทิลทรานสเฟอเรส อย่างไรก็ตาม ตัวอย่างของตัวให้หมู่เมทิลอื่นๆ ก็พบได้ในธรรมชาติ กลไกทั่วไปของการถ่ายโอนหมู่เมทิลคือการโจมตีแบบนิวคลีโอฟิลิกคล้ายS 2 โดยที่กำมะถันของ เมไทโอนีนทำหน้าที่เป็นหมู่ที่หลุดออกไป และหมู่เมทิลที่ติดอยู่กับมันทำหน้าที่เป็นอิเล็กโทรไฟล์ที่ถ่ายโอนหมู่เมทิลไปยังสารตั้งต้นของเอนไซม์ ในกระบวนการนี้ SAM จะถูกเปลี่ยนเป็นS -Adenosyl homocysteine ​​(SAH) การแตกของพันธะ SAM-เมทิลและการสร้างพันธะสารตั้งต้น-เมทิลเกิดขึ้นเกือบพร้อมกัน ปฏิกิริยาเอนไซม์เหล่านี้พบได้ในหลายวิถีทางและเกี่ยวข้องกับโรคทางพันธุกรรม มะเร็ง และโรคเมตาบอลิซึม การถ่ายโอนหมู่เมทิลอีกประเภทหนึ่งคือเรดิคัล S-Adenosyl methionine (SAM) ซึ่งเป็นการเติมหมู่เมทิลลงบนอะตอมคาร์บอนที่ไม่ถูกกระตุ้นในเมตาบอไลต์หลัก โปรตีน ไขมัน และ RNA

การเมทิลเลชัน รวมถึง การดัดแปลง เอพิเจเนติกส์ อื่นๆ ส่งผลต่อการถอดรหัสความเสถียรของยีน และ การ ประทับตราจากพ่อแม่^{[ 2 ]}มันส่งผลโดยตรงต่อ โครงสร้าง ของโครมาตินและสามารถปรับเปลี่ยนการถอดรหัสยีน หรือแม้กระทั่งปิดหรือเปิดยีนได้อย่างสมบูรณ์ โดยไม่ต้อง มี การกลายพันธุ์ของยีนเอง แม้ว่ากลไกของการควบคุมทางพันธุกรรมนี้จะซับซ้อน แต่การเมทิลเลชันของ DNA ในระดับต่ำและสูงเกินไปก็เกี่ยวข้องกับโรคต่างๆ มากมาย

การเติมหมู่เมทิลลงบนโปรตีนมีบทบาทในการควบคุม ปฏิกิริยาระหว่างโปรตีน กับโปรตีนปฏิกิริยาระหว่างโปรตีนกับดีเอ็นเอและการกระตุ้นการทำงานของโปรตีน

ตัวอย่างเช่น RCC1ซึ่งเป็นโปรตีนสำคัญ ในการแบ่งเซลล์ แบบไมโทซิสจะถูกเติมหมู่เมทิลเพื่อให้สามารถโต้ตอบกับเซนโทรเมอร์ของโครโมโซมได้ นี่เป็นตัวอย่างของการควบคุมการโต้ตอบระหว่างโปรตีนกับโปรตีน เนื่องจากเมทิลเลชันควบคุมการยึดเกาะของ RCC1 กับโปรตีนฮิสโตนH2AและH2Bการโต้ตอบระหว่าง RCC1 กับโครมาตินยังเป็นตัวอย่างของการโต้ตอบระหว่างโปรตีนกับดีเอ็นเอด้วย เนื่องจากโดเมนอีกส่วนหนึ่งของ RCC1 จะโต้ตอบโดยตรงกับดีเอ็นเอเมื่อโปรตีนนี้ถูกเติมหมู่เมทิล เมื่อ RCC1 ไม่ถูกเติมหมู่เมทิล เซลล์ที่กำลังแบ่งตัวจะมีขั้วสปินเดิล หลายขั้ว และมักจะไม่สามารถอยู่รอดได้

โปรตีน p53ถูกเติมหมู่เมทิลที่ไลซีนเพื่อควบคุมการทำงานและการมีปฏิสัมพันธ์กับโปรตีนอื่นๆ ในกระบวนการตอบสนองต่อความเสียหายของ DNA นี่เป็นตัวอย่างของการควบคุมปฏิสัมพันธ์ระหว่างโปรตีนและการทำงานของโปรตีน โปรตีน p53 เป็นโปรตีนยับยั้งเนื้องอก ที่รู้จักกันดี ซึ่งกระตุ้นกระบวนการซ่อมแซม DNA เริ่มต้นกระบวนการ อะพอพโทซิสและหยุดวงจรเซลล์โดยรวมแล้ว มันตอบสนองต่อการกลายพันธุ์ใน DNA ส่งสัญญาณไปยังเซลล์เพื่อแก้ไขหรือเริ่มต้นกระบวนการตายของเซลล์ เพื่อป้องกันไม่ให้การกลายพันธุ์เหล่านี้ก่อให้เกิดมะเร็ง

NF-κB (โปรตีนที่เกี่ยวข้องกับการอักเสบ) เป็นเป้าหมายการเมทิลเลชันที่รู้จักกันดีของเมทิลทรานสเฟอเรสSETD6ซึ่งจะปิดการส่งสัญญาณของ NF-κB โดยการยับยั้งหนึ่งในหน่วยย่อยRelAการกระทำนี้จะลดการกระตุ้นการถอดรหัสและการตอบสนองต่อการอักเสบทำให้การเมทิลเลชันของ NF-κB เป็นกระบวนการควบคุมที่ลดการส่งสัญญาณของเซลล์ผ่านทางเส้นทางนี้^{[ 3 ]}

เอนไซม์เมทิลทรานสเฟอเรสจากผลิตภัณฑ์ธรรมชาติให้ข้อมูลป้อนเข้าสู่กระบวนการเมตาบอลิซึมหลากหลายชนิด รวมถึงโคแฟคเตอร์ โมเลกุลส่งสัญญาณ และเมตาบอไลต์ ซึ่งควบคุมกระบวนการต่างๆ ในเซลล์โดยการควบคุมกิจกรรมของโปรตีน

ฮิสโตนเมทิลทรานสเฟอเรสมีความสำคัญต่อการควบคุมทางพันธุกรรมในระดับเอพิเจเนติกส์ เอนไซม์เหล่านี้ดัดแปลง ไลซีน เป็นหลัก ที่ไนโตรเจน ε และ กลุ่มกัว นิดิเนียม ของอาร์จิ นีน บนหางฮิสโตน ไลซีนเมทิลทรานสเฟอเรสและอาร์จินีนเมทิลทรานสเฟอเรสเป็นเอนไซม์ประเภทเฉพาะ แต่ทั้งสองชนิดจับกับ SAM เป็นตัวให้หมู่เมทิลสำหรับ สารตั้งต้น ฮิสโตนกรดอะมิโนไลซีนสามารถถูกดัดแปลงด้วยหมู่เมทิลหนึ่ง สอง หรือสามหมู่ ในขณะที่กรดอะมิโนอาร์จินีนสามารถถูกดัดแปลงด้วยหมู่เมทิลหนึ่งหรือสองหมู่ การดัดแปลงนี้จะเพิ่มความแข็งแรงของประจุบวกและความชอบน้ำ ของหมู่ เมทิล ทำให้โปรตีนอื่นๆ สามารถจดจำเครื่องหมายเมทิลได้ ผลของการดัดแปลงนี้ขึ้นอยู่กับตำแหน่งของการดัดแปลงบนหางฮิสโตนและการดัดแปลงฮิสโตนอื่นๆ รอบๆ ตำแหน่งของการดัดแปลงสามารถกำหนดได้บางส่วนจากลำดับดีเอ็นเอ รวมถึงอาร์เอ็นเอขนาดเล็กที่ไม่เข้ารหัสและการเมทิลเลชันของดีเอ็นเอเอง โดยทั่วไปแล้ว ฮิสโตน H3 หรือ H4 จะถูกเมทิลเลชันในสัตว์มีกระดูกสันหลัง การถอดรหัสของยีนรอบๆ การดัดแปลงอาจเกิดขึ้นได้ทั้งเพิ่มขึ้นหรือลดลง การถอดรหัสที่เพิ่มขึ้นเป็นผลมาจากการลดลงของ การควบแน่น ของโครมาตินในขณะที่การถอดรหัสที่ลดลงเป็นผลมาจากการเพิ่มขึ้นของการควบแน่นของโครมาติน^{[ 4 ]}เครื่องหมายเมทิลบนฮิสโตนมีส่วนช่วยในการเปลี่ยนแปลงเหล่านี้โดยทำหน้าที่เป็นจุดดึงดูดโปรตีนอื่นๆ ที่สามารถดัดแปลงโครมาตินเพิ่มเติมได้^{[ 5 ]}

เอ็น-อัลฟา เมทิลทรานสเฟอเรส ทำหน้าที่ถ่ายโอนหมู่เมทิลจาก SAM ไปยัง ไนโตรเจน ที่ปลาย N- เทอร์มิ นัล ของโปรตีนเป้าหมาย โดยเมไทโอนีนที่ปลาย N-เทอร์มินัล จะถูกตัดออกก่อนโดยเอนไซม์อีกตัวหนึ่ง จากนั้นเมทิลทรานสเฟอเรสจะจดจำลำดับคอนเซน ซัส X- โพรลีน -ไลซีน สำหรับสารตั้งต้นที่รู้จักทั้งหมด กรดอะมิโน X คือ อะลานีนเซรีนหรือโพรลีน ปฏิกิริยานี้จะให้โปรตีนที่มีหมู่เมทิลและ SAH โปรตีนเป้าหมายที่รู้จักของเมทิลทรานสเฟอเรสเหล่านี้ในมนุษย์ ได้แก่ RCC-1 (ตัวควบคุมโปรตีนขนส่งนิวเคลียร์) และโปรตีนเรตินอบลาสโตมา (โปรตีนยับยั้งเนื้องอกที่ยับยั้งการแบ่งเซลล์มากเกินไป) การเติมหมู่เมทิลให้กับ RCC-1 มีความสำคัญอย่างยิ่งในไมโทซิสเนื่องจากมันประสานการจัดตำแหน่งของ โปรตีน นิวเคลียร์ บางชนิด ในกรณีที่ไม่มีเยื่อหุ้มนิวเคลียส เมื่อ RCC-1 ไม่ได้รับการเติมหมู่ เมทิลการแบ่งเซลล์จะผิดปกติเนื่องจากการเกิดขั้วสปินเดิล เพิ่มขึ้น ^{[ 6 ]}หน้าที่ของการเมทิลเลชั่น N-terminal ของโปรตีนเรตินอบลาสโตมายังไม่เป็นที่ทราบแน่ชัด

การเติมหมู่เมทิลใน DNA ซึ่งเป็นองค์ประกอบสำคัญของการควบคุมทางพันธุกรรม เกิดขึ้นที่คาร์บอนตำแหน่งที่ 5 ของเบสไซโตซีน เป็นหลัก ทำให้เกิด5'เมทิลไซโตซีน (ดูด้านซ้าย) ^{[ 7 ]}การเติมหมู่เมทิลเป็นการดัดแปลงเอพิเจเนติกส์ที่เร่งปฏิกิริยาโดยเอนไซม์ DNA เมทิลทรานสเฟอเรส ซึ่งรวมถึง DNMT1, DNMT2 (เปลี่ยนชื่อเป็น TRDMT1 เพื่อสะท้อนถึงหน้าที่ในการเติมหมู่เมทิลให้กับ tRNA ไม่ใช่ DNA) และ DNMT3 เอนไซม์เหล่านี้ใช้S-adenosylmethionineเป็นตัวให้หมู่เมทิล และมีลักษณะโครงสร้างที่อนุรักษ์ไว้สูงหลายประการระหว่างทั้งสามรูปแบบ ซึ่งรวมถึงตำแหน่งการจับ S-adenosylmethionine คู่โพรลีน-ซิสเทอีนที่อยู่ติดกันซึ่งสร้างแอนไอออนไทโอเลตที่สำคัญสำหรับกลไกการเกิดปฏิกิริยา และช่องจับสารตั้งต้นไซโตซีน ลักษณะหลายอย่างของ DNA เมทิลทรานสเฟอเรสได้รับการอนุรักษ์ ไว้สูง ในสิ่งมีชีวิตหลายชั้น ตั้งแต่แบคทีเรียไปจนถึงสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนม นอกเหนือจากการควบคุมการแสดงออกของยีนบางชนิดแล้วยังมีโปรตีนเชิงซ้อนหลากหลายชนิด ซึ่งหลายชนิดมีผลกระทบต่อสุขภาพของมนุษย์ โดยจะจับกับตำแหน่งการจดจำ DNA ที่ถูกเมทิลเลชัน เท่านั้น เชื่อกันว่าเมทิลทรานสเฟอเรสของ DNA ในยุคแรกๆ หลายชนิดมีที่มาจากเมทิลทรานสเฟอเรสของ RNA ซึ่งเชื่อกันว่ามีบทบาทในโลกของ RNAเพื่อปกป้อง RNA ดั้งเดิมหลายชนิด^{[ 8 ]} มีการสังเกตการเมทิลเลชันของ RNA ใน RNA หลายชนิด เช่นmRNA , rRNA , tRNA , snoRNA , snRNA , miRNA , tmRNAรวมถึง RNA ของไวรัส เซลล์ใช้เมทิลทรานสเฟอเรสของ RNA เฉพาะเพื่อทำเครื่องหมายบน RNA ตามความต้องการและสภาพแวดล้อมที่เกิดขึ้นรอบๆ เซลล์ ซึ่งเป็นส่วนหนึ่งของสาขาที่เรียกว่าโมเลกุลเอพิเจเนติกส์การเติมหมู่เมทิลที่ตำแหน่ง 2'-O , การเติมหมู่เมทิล ที่ตำแหน่ง m6A , การเติมหมู่เมทิลที่ตำแหน่ง m1G และการเติมหมู่เมทิลที่ตำแหน่ง m5C เป็นเครื่องหมายการเติมหมู่เมทิลที่พบได้บ่อยที่สุดใน RNA ประเภทต่างๆ

6A เป็นเอนไซม์ที่เร่งปฏิกิริยาเคมีดังต่อไปนี้: ^{[ 9 ]}

เอส-อะดีโนซิล-แอล-เมไทโอนีน + ดีเอ็นเอ อะดีนีน เอส-อะดีโนซิล-แอล-โฮโมซิสเทอีน + ดีเอ็นเอ 6-เมทิลอะมิโนพิวรีน

m6A พบได้เป็นหลักในโปรคาริโอตจนกระทั่งปี 2015 เมื่อมีการระบุพบในยูคาริโอตบางชนิดด้วย เอนไซม์เมทิลทรานสเฟอเรส m6A จะเติมหมู่เมทิลให้กับหมู่เอมีนใน DNA ที่ตำแหน่ง C-6 โดยเฉพาะเพื่อป้องกันไม่ให้ระบบโฮสต์ย่อยจีโนมของตัวเองผ่านเอนไซม์จำกัด^{[ 10 ]}

m5C มีบทบาทในการควบคุมการถอดรหัสยีน เอนไซม์ทรานสเฟอเรส m5C เป็นเอนไซม์ที่สร้าง C5-เมทิลไซโตซีนใน DNA ที่ตำแหน่ง C-5 ของไซโตซีน และพบได้ในพืชส่วนใหญ่และยูคาริโอตบางชนิด^{[ 11 ]}

เอนไซม์เมทิลทรานสเฟอเรสจากผลิตภัณฑ์ธรรมชาติ (NPMTs) เป็นกลุ่มเอนไซม์ที่มีความหลากหลายซึ่งทำหน้าที่เติมหมู่เมทิลให้กับโมเลกุลขนาดเล็กที่เกิดขึ้นตามธรรมชาติ เช่นเดียวกับเมทิลทรานสเฟอเรสหลายชนิด SAM ถูกใช้เป็นตัวให้หมู่เมทิล และได้ผลิต SAH ขึ้นมา หมู่เมทิลจะถูกเติมลงบนอะตอม S, N, O หรือ C และถูกจัดประเภทตามอะตอมที่ถูกดัดแปลง โดย O-เมทิลทรานสเฟอเรสเป็นกลุ่มที่ใหญ่ที่สุด ผลิตภัณฑ์ที่มีหมู่เมทิลจากปฏิกิริยาเหล่านี้มีหน้าที่หลากหลาย เช่น โคแฟคเตอร์ เม็ดสี สารส่งสัญญาณ และเมตาบอไลต์ NPMTs สามารถทำหน้าที่ควบคุมโดยการปรับเปลี่ยนปฏิกิริยาและความพร้อมใช้งานของสารประกอบเหล่านี้ เอนไซม์เหล่านี้ไม่ได้มีการอนุรักษ์ไว้อย่างสูงในสิ่งมีชีวิตต่างชนิดกัน เนื่องจากมีหน้าที่เฉพาะเจาะจงในการจัดหาโมเลกุลขนาดเล็กสำหรับวิถีเฉพาะในสิ่งมีชีวิตหรือกลุ่มสิ่งมีชีวิตขนาดเล็ก ความหลากหลายนี้สะท้อนให้เห็นถึงความหลากหลายของกลยุทธ์เร่งปฏิกิริยา รวมถึงการเร่งปฏิกิริยากรด-เบส ทั่วไป การเร่งปฏิกิริยาโดยใช้โลหะ (เก็บถาวร เมื่อ2014-02-27ที่Wayback Machine)และผลกระทบจากความใกล้ชิดและการกำจัดตัวทำละลายที่ไม่ต้องใช้กรดอะมิโนเร่งปฏิกิริยา NPMTs เป็นเมทิลทรานสเฟอเรสที่มีฟังก์ชันหลากหลายที่สุด^{[ 12 ]}

ตัวอย่างที่สำคัญของเอนไซม์กลุ่มนี้ในมนุษย์ ได้แก่ฟีนิลเอทานอลามีน เอ็น-เมทิลทราน สเฟอเร ^ส (PNMT) ซึ่งเปลี่ยนนอร์เอพิเนฟรินเป็นเอพิเนฟริน [ ^{14 ]}และฮิสตามีน เอ็น-เมทิลทรานสเฟอเรส (HNMT) ซึ่งเติมหมู่เมทิล ให้กับฮิสตามีน ในกระบวนการเผาผลาญฮิสตามีน^{[ 15 ]}แคทิโคล- โอ-เมทิลทรานสเฟอเรส (COMT) ย่อยสลายโมเลกุลกลุ่มหนึ่งที่เรียกว่าแคทิโคลอะมีนซึ่งรวม ถึงโดปา มีน เอพิเนฟริน และนอร์เอพิเนฟริน^{[ 16 ]}

เมทานอลเมทิลเตตระไฮโดรโฟเลตโมโน - ได - และไตรเมทิล อะมีน เมทา นีไทออล เมทิลเตตระไฮโดรเมทาโนเทอ ริน และคลอโรมีเทนล้วนเป็นสารให้หมู่เมทิลที่พบในชีววิทยา โดยทั่วไปในปฏิกิริยาเอนไซม์ที่ใช้โคแฟคเตอร์วิตามินบี 12 [ ^{17 ] สาร}ตั้งต้นเหล่านี้มีส่วนช่วยในเส้นทางการถ่ายโอนหมู่เมทิล รวมถึงการสังเคราะห์เมไทโอนีนการสร้างมีเทนและการสร้างอะซิโตเจน

โดยพิจารณาจากโครงสร้างโปรตีนและกลไกการเร่งปฏิกิริยาที่แตกต่างกัน ทำให้สามารถแบ่งเอนไซม์เมทิลเลสชนิดเรดิคัล SAM (RS) ออกเป็น 3 ประเภท ได้แก่ คลาส A, B และ C เอนไซม์เมทิลเลสคลาส A เป็นเอนไซม์ที่ได้รับการศึกษาอย่างละเอียดที่สุดในบรรดาเอนไซม์ทั้ง 4 ประเภท และมีความเกี่ยวข้องกับทั้ง RlmN และ Cfr RlmN พบได้ทั่วไปในแบคทีเรีย ซึ่งช่วยเพิ่มความแม่นยำในการแปลรหัส และ RlmN ทำหน้าที่เร่งปฏิกิริยาการเติมหมู่เมทิลที่คาร์บอนตำแหน่งที่ 2 ของอะดีโนซีน 2503 (A2503) ใน 23S rRNA และคาร์บอนตำแหน่งที่ 2 ของอะดีโนซีน (A37) ในขณะที่ Cfr ทำหน้าที่เร่งปฏิกิริยาการเติมหมู่เมทิลที่คาร์บอนตำแหน่งที่ 8 ของ A2503 เช่นกัน และยังเร่งปฏิกิริยาการเติมหมู่เมทิลที่คาร์บอนตำแหน่งที่ 2 ด้วย^{[ 18 ]}ปัจจุบันคลาส B เป็นคลาสที่ใหญ่ที่สุดของเอนไซม์เมทิลเลส SAM ที่เป็นอนุมูลอิสระ ซึ่งสามารถเมทิลเลตอะตอมคาร์บอนทั้งแบบsp 2-ไฮบริดและsp 3-ไฮบริดในชุดของสารตั้งต้นที่แตกต่างกัน ต่างจากคลาส A ซึ่งเร่งปฏิกิริยาเฉพาะ อะตอมคาร์บอน แบบ sp 2-ไฮบริดเท่านั้น ความแตกต่างหลักที่ทำให้คลาส B แตกต่างจากคลาสอื่นคือโดเมนการจับโคบาลามินที่ปลาย N เพิ่มเติมซึ่งจับกับโดเมน RS ^{[ 19 ]}เมทิลเลสคลาส C มีลำดับโฮโมล็อกกับเอนไซม์ RS โคโปรพอร์ฟิริโนเจน III ออกซิเดส (HemN) ซึ่งเร่งปฏิกิริยาการเมทิลเลตของ ศูนย์คาร์บอน แบบ sp 2-ไฮบริดเช่นกัน แต่ขาดซิสเทอีน 2 ตัวที่จำเป็นสำหรับการเมทิลเลตในกลไกของคลาส A ^{[ 18 ]}

เช่นเดียวกับกระบวนการทางชีวภาพใดๆ ที่ควบคุมการแสดงออกของยีนและ/หรือการทำงาน การเมทิลเลชั่นของ DNA ที่ผิดปกติเกี่ยวข้องกับความผิดปกติทางพันธุกรรม เช่นICF , กลุ่มอาการเร็ตต์และกลุ่มอาการฟราจิลเอ็กซ์ [ ^{2 ] โดย}ทั่วไปเซลล์มะเร็งมักแสดงกิจกรรมการเมทิลเลชั่นของ DNA น้อยลง แม้ว่ามักจะมีการเมทิลเลชั่นมากเกินไปในตำแหน่งที่ไม่มีการเมทิลเลชั่นในเซลล์ปกติ การเมทิลเลชั่นมากเกินไปนี้มักทำหน้าที่เป็นวิธีในการปิดใช้งานยีนยับยั้งเนื้องอกการยับยั้งกิจกรรมของ DNA เมทิลทรานสเฟอเรสโดยรวมได้รับการเสนอให้เป็นทางเลือกในการรักษา แต่สารยับยั้ง DNMT ซึ่งเป็นอะนาล็อกของ สารตั้งต้น ไซโตซีนพบว่ามีพิษสูงเนื่องจากมีความคล้ายคลึงกับไซโตซีน (ดูด้านขวา) ความคล้ายคลึงกับนิวคลีโอไทด์นี้ทำให้สารยับยั้งถูกรวมเข้ากับการแปล DNAทำให้เกิดการสังเคราะห์ DNA ที่ไม่ทำงาน

เมทิลเลสที่เปลี่ยนแปลงตำแหน่งการจับของไรโบโซมอาร์เอ็นเอของยาปฏิชีวนะไลเนโซลิดทำให้เกิดการดื้อยาข้ามชนิดกับยาปฏิชีวนะอื่น ๆ ที่ออกฤทธิ์ต่อไรโบโซมอาร์ เอ็นเอ เวกเตอร์ พลาสมิดที่สามารถถ่ายทอดยีนนี้เป็นสาเหตุของการดื้อยาข้ามชนิดที่อาจเป็นอันตรายได้^{[ 20 ]}

ตัวอย่างของเอนไซม์เมทิลทรานสเฟอเรสที่เกี่ยวข้องกับโรคต่างๆ ได้แก่:

• เอนไซม์ไทโอพิวรีนเมทิลทรานสเฟอเรส : ความบกพร่องในยีนนี้ทำให้เกิดการสะสมของสารประกอบไทโอพิวรีนที่เป็นพิษ ซึ่งเป็นยาที่ใช้ในการเคมีบำบัดและการรักษาด้วยยากดภูมิคุ้มกัน
• เมไทโอนีนซินเทส : โรคโลหิตจางชนิดร้ายแรง (Pernicious Anemia)ซึ่งเกิดจาก การขาด วิตามินบี 12นั้น เกิดจากการขาดโคแฟคเตอร์สำหรับเอนไซม์เมไทโอนีนซินเทส

งานวิจัยล่าสุดได้เปิดเผยเมทิลทรานสเฟอเรสที่เกี่ยวข้องกับการเมทิลเลชันของสารต้านมะเร็งที่เกิดขึ้นตามธรรมชาติโดยใช้ อะนาล็อกของ S-Adenosyl methionine (SAM) ที่มีหมู่แอลคิลอื่น ๆ แทนที่หมู่เมทิล การพัฒนาแพลตฟอร์มเคมีเอนไซม์ที่ง่ายต่อการสร้างและใช้อะนาล็อก SAM ที่มีแอลคิลต่างกันในบริบทของการค้นพบยาและการพัฒนายาเรียกว่าการสุ่มแอลคิล^{[ 21 ]}

ในเซลล์มนุษย์ พบว่า m5C เกี่ยวข้องกับเซลล์มะเร็งที่ผิดปกติ^{[ 22 ]}บทบาทและการประยุกต์ใช้ที่เป็นไปได้ของ m5C รวมถึงการปรับสมดุล DNA ที่บกพร่องในมะเร็ง ทั้งภาวะไฮเปอร์เมทิลเลชันและไฮโปเมทิลเลชัน การซ่อมแซม DNA แบบเอพิเจเนติกส์สามารถทำได้โดยการเปลี่ยนปริมาณ m5C ในเซลล์มะเร็งทั้งสองประเภท (ไฮเปอร์เมทิลเลชัน/ไฮโปเมทิลเลชัน) และสภาพแวดล้อมของมะเร็งเพื่อให้ถึงจุดสมดุลเพื่อยับยั้งเซลล์มะเร็ง^{[ 23 ]}

ตัวอย่างเช่น:

• แคทิโคล-โอ-เมทิลทรานสเฟอเรส
• ดีเอ็นเอเมทิลทรานสเฟอเรส
• ฮิสโตนเมทิลทรานสเฟอเรส
• 5-เมทิลเตตระไฮโดรโฟเลต-โฮโมซิสเทอีนเมทิลทรานสเฟอเรส
• โอ-เมทิลทรานสเฟอเรส
• เมไทโอนีนซินเทส
• โปรตีนคอร์รินอยด์-เหล็กซัลเฟอร์

• เอนไซม์เมทิลทรานสเฟอเรส ในฐานข้อมูล Medical Subject Headings (MeSH) ของหอสมุดแห่งชาติสหรัฐอเมริกา
• โครงสร้างสามมิติของดีเอ็นเอเมทิลทรานสเฟอเรส
• เอนไซม์เมทิลทรานสเฟอเรสชนิดใหม่: เอนไซม์ 7SK snRNA Methylphosphate Capping Enzymeที่พบใน Flintbox
• "บทบาทของเมทิลเลชันในการแสดงออกของยีน"ใน Nature Scitable
• "โภชนาการและภาวะซึมเศร้า: โภชนาการ กระบวนการเมทิลเลชั่น และภาวะซึมเศร้า"ในเว็บไซต์ Psychology Today
• "การเมทิลเลชันของดีเอ็นเอ - การเมทิลเลชันของดีเอ็นเอคืออะไร?"จาก News-Medical.net
• "การเติมหมู่เมทิลที่ไลซีนของฮิสโตน"เส้นทางทางพันธุกรรมที่เกี่ยวข้องกับเอนไซม์เมทิลทรานสเฟอเรสของฮิสโตน จากเทคโนโลยีการส่งสัญญาณระดับเซลล์