Metilacija

Pojam **Metilacija** označava dodavanje metil grupe na supstrat ili zamjenu nekog atoma ili neke grupe metil grupom. Ova hemijska reakcija je alkilacija metil grupom, umjesto dužeg ugljikovodikovog lanca, kada se zamjenjuje atom vodika. Ovaj termin se ćesto koristi u hemiji, biohemiji i biološkim naukama.

U biološkim sistemima, metilacija je reakcija koja se katalizira enzimima. Takva metilacija može biti uključena u modifikacije teških metala, regulaciju ekspresije gena, regulaciju  proteinskih funkcija  i metabolizma RNK. Metilacija teških metala se također javlja i  izvan bioloških sistema. Hemijska metilacija uzoraka tkiva je jedan od puteva  umanjenja određenih posljedica histološkog bojenja.

## Metilacija u biološkim sistemima
### O-Metiltransferaze
Kroz O-metilaciju prolazi  širok izbor fenola, dajući  anizolske derivate. Ovaj proces, kataliziraju  enzimi kao što su kafeoil-CoA O-metiltransferaze, što je  ključna  reakcija u biosintez lignola, prekursora lignina, glavne strukturne  komponente biljaka.
[thumb|250px|Metilacija je jedan korak u biosintezi  [lignol sinapil alkohola.]]

### Metilkobalamin
[thumb|250px|right|[Metilkobalamin je značajan metilizirajući prirodni agens.]]

[thumb|left|Metilacijska reakcija koju katalizira  [metionin sintaza.]]
Metionin sintaza katalizira  završni korak u regeneraciji metionina (Met) iz homocisteina (Hcy). Ukupna reakcija transformacije 5-metiltetrahidrofolata (N5-MeTHF) u tetrahidrofolat (THF), prijenosom metil grupe Hcy za formiranje metionina. U metilkobalamin zavisnom  obliku enzima, reakcija  se nastavlja po dva koraka u ping-pong ritmu. Enzim se inicijalno preobražava  u reaktivno  stanje, prijenosom metil grupe od N5-MeTHF u Co (I) u  enzimu vezanog kobalamina (Cob), formirajući  metil-kobalamin (me-Cob) – koji sada sadrži me-Co (III) i aktivirani enzim. Zatim, Hcy,  koji je koordinirao da  vezu enzim – cink formirajući  reaktivne tiolate,  reagira s Me-Cob. Aktivirana  metil grupa prelazi iz Me-Cob na Hcy tiolat, koji regenerira  sa Co (I) u kobalaminu, a metionin se  otpušta iz enzima.

### Metilacija DNK
Metilacija DNK u kičmenjaka obično se javlja u CpG mjestima (mjestima citozin-fosfat-guanin, to jest, u kojima  citozin  direktno slijedi guanin,  u sekvenci DNK). Ova metilacija rezultira u konverziju citozina u 5-metilcitozin. Formiranje Me-CpG j[kataliza | katalizira]] enzim DNK metiltransferaza. Ljudska DNK ima oko 80-90% CpG metil lokacija, ali postoje određena područja, poznata kao CpG, koja su bogati G-C parom baza i (visok sadržaj guanina i citozina, od oko 65% CG ostataka), pri čemu ni jedna nije  metil. Oni su povezani sa promotorima od 56% sisarskih  gena, uključujući sve stalnoprisutne ispoljavajuće  gene. Jedan do dva posto ljudskog genoma su CpG klasteri i  tu je obrnut odnos između CpG metilacije i transkripcijske aktivnosti.

Metilacije doprinose epigenetičkom nasljeđivanju, koje  može doći bilo preko metilacije DNK ili metilacije proteina.

### Metilacija  proteina
U metilaciji proteina  tipski su presdstavljeni   ostaci argininske ili lizinske aminokiseline.

Arginin se može metilirati  jednom  (monometilirani arginin) ili dvaput, sa obje metil grupe na terminalnom dušiku (asimetrijski dimetilarginin) ili po jedan na oba dušikas (smmetrijski dimetilarginin) pomoću protein arginin metiltransferaza (PRMT). Lizin se može metilizirati  jednom, dva puta ili tri puta putem  lizin metiltransferaza. Proteinska  metilacija je bila najviše proučavana kod histona. Transfer metil grupa sa  S-adenozil metionina na   histone se katalizirsa enzimom koji je poznat kao is histonska metiltransferaza. Histoni koji su metilizirani na određenim ostacima mogu djrlovati   epigenetički na represiju ekspresije gena. Protein methylation is one type of post-translational modification.

## Hemija
Termin  metilacija u organskoj hemiji se odnosi na  proces alkilacije za opis otpuštanja  CH3 grupe.

### Elektrofilna metilacija
Metilacija se uobičajeno izvodi upotrebom  *elektrofilnih*  izvora metil grupe, kao što su jodometan, dimetil sulfat, dimetil karbonat, ili tetrametilamonij hlorid. Manje opći ali mnogo snažniji  (i opasniji) metilacijski  reagensi uključuju metil triflat, diazometan, i metil fluorosulfonat (magični metil).  Svi ovi spojevi reagiraju putem SN2 nukleofilnih supstitucija.  Naprimjer, karboksilat  može biti metiliziran na kisiku, kada nastaje metil ester, na alkolsidnoj  soli, a  RONa može imati metil grupu na ugljiku  novog ketona.
:[350px| Metilacija soli [karboksilna kiselina|karboksilne kiseline i fenola pomoću jodometana]]

### Specializirani protokoli metilacije
Metod metilacije amina jew Eschweiler-Clarkeova reakcija. Ova reakcija  izbjegava rizik od kvaternizacije, koja se javlja kada se  amin metiliziraju metil halogenidima.

[center|300px| [Eschweiler–Clarkeova reakcija ise primjenjuje u metilaciji  amina.]]
Purdijeva metilacija je specifična za metilacoju na  kisiku ugljikohidrata primjenom jodometana i srebrenog oksida.
:500px|Purdijeva metilacija

### Nukleofilna metiacija
Metilacija ponekad uključuje  *nunukleofilne* metil reagense. Snažni nuleofilni metilacijski agensi uključuju metil-litiij (CH3Li) ili Grignardovi reagensi poput metilmagnezij-bromida (CH3MgX). Naprimjer, CH3Li može dodati metil grupe na karbonil (C=O) ketona i aldehida:
:[250px|Metilacija [acetona  metil litijem]]

Blaži metilirajući agensi su tetrametiltin, dimetilcink i trimetilaluminij.

## Također pogledajte
* Transmetilacija
* Metil grupa

## Reference 
## Vanjski linkovi
* Određivanje metilacije nakon masene spektrometrije

Kategorija:Epigenetika
Kategorija:Organske reakcije
Kategorija:Hemijske reakcije
Kategorija:Posttranslacijske modifikacije
Kategorija:Metilacija