Hóa sinh học arsenic
Methyl hóa arsenic

Arsenic vô cơ và các hợp chất của nó, trong quá trình tham gia vào chuỗi thức ăn, được trao đổi chất (khử độc tính) không ngừng thông qua quá trình gọi là methyl hóa. Quá trình methyl hóa xảy ra với các phản ứng methyl hóa khử và oxy hóa luân phiên, nghĩa là khử arsenic hóa trị 5 thành arsenic hóa trị 3 tiếp theo là bổ sung nhóm methyl (CH3).
Ở động vật có vú, methyl hóa xảy ra trong gan bởi các methyltransferase, các sản phẩm là (CH3)2AsOH (acid dimethylarsinơ) và (CH3)2As(O)OH (acid dimethylarsinic), có trạng thái oxy hóa tương ứng là As(III) và As(V). Mặc dù cơ chế methyl hóa arsenic ở người vẫn chưa được sáng tỏ, nhưng nguồn methyl là methionin, và điều này gợi ý về vai trò của S-adenosyl methionin.  Sự phơi nhiễm trước các liều gây ngộ độc bắt đầu khi khả năng methyl hóa của gan bị vượt qua hoặc bị ngăn cản.
Có hai dạng chính của arsenic có thể thâm nhập vào cơ thể là arsenic (III) và arsenic (V). Arsenic (III) đi vào các tế bào thông qua aquaporin 7 và 9, là các kiểu của aquaglyceroporin. Các hợp chất arsenic (V) sử dụng các tác nhân vận chuyển phosphat để tiến vào tế bào. Arsenic (V) có thể chuyển hóa thành arsenic (III) bởi enzym purin nucleoside phosphorylase. Điều này được phân loại như là một bước kích hoạt sinh học, do mặc dù arsenic (III) có độc tính cao hơn, nhưng nó lại dễ bị methyl hóa hơn.
Có hai lộ trình mà theo đó các hợp chất arsenic vô cơ được methyl hóa.
Lộ trình thứ nhất sử dụng Cyt19 arsenic methyltransferase để methyl hóa arsenic (III) thành hợp chất arsenic (V) monomethyl hóa (đơn methyl hóa). Hợp chất này sau đó được chuyển hóa thành hợp chất arsenic (III) monomethyl hóa bằng việc sử dụng Glutathion S-Transferase Omega-1 (GSTO1). Hợp chất arsenic (V) monomethyl hóa sau đó cũng có thể bị methyl hóa một lần nữa bằng Cyt19 arsenic methyltransferase để tạo ra hợp chất dimethyl arsenic (V) để sau đó chuyển hóa thành hợp chất dimethyl arsenic (III) bởi Glutathion S-Transferase Omega-1 (GTSO1).
Lộ trình thứ hai sử dụng glutathion (GSH) kết hợp với arsenic (III) để tạo ra phức chất arsenic (GS) 3. Phức chất này có thể tạo thành phức chất arsenic (III) GS monomethyl hóa bằng sử dụng Cyt19 arsenic methyltransferase, và phức chất GS monomethyl hóa này nằm trong cân bằng với arsenic (III) monomethyl hóa. Cyt19 arsenic methyltransferase có thể methyl hóa phức chất một hay nhiều lần, và nó tạo thành một phức chất arsenic GS dimethyl hóa, và nó nằm trong cân bằng với phức chất dimethyl arsenic (III). Các hợp chất arsenic monomethyl hóa và dimethylat hóa đều dễ dàng bài tiết theo nước tiểu. Tuy nhiên, hợp chất monomethyl hóa được chỉ ra là có hoạt tính cao hơn và độc hại hơn so với các hợp chất arsenic vô cơ đối với các hepatocyte (tế bào gan), keratinocyte ở da, và các tế bào biểu mô cuống phổi (phổi) ở người.
Các nghiên cứu ở động vật thực nghiệm và người chỉ ra rằng cả arsenic vô cơ và các chất trao đổi chất methyl hóa đều đi qua nhau thai để vào bào thai. Tuy nhiên, có chứng cứ cho thấy sự methyl hóa tăng lên trong quá trình mang thai và điều này có nghĩa là nó có thể có tính bảo vệ cao hơn cho các sinh vật đang phát triển.
Methyl hóa bằng enzym của arsenic là một quá trình khử độc tính; nó có thể được methyl hóa thành methylarsenit, dimethylarsenit hay trimethylarsenit, tất cả đều có hóa trị 3. Quá trình methyl hóa được xúc tác bởi arsenic methyltransferase (AS3MT) ở động vật có vú để chuyển giao một nhóm methyl trên phụ nhân tử S-adenomethionin (SAM) cho arsenic (III). Bản sao tương đồng của AS3MT được tìm thấy ở vi khuẩn và được gọi là CmArsM. Enzym này được thử nghiệm trong 3 trạng thái (không phối thể, liên kết arsenic (III) và liên kết SAM). Khu vực liên kết arsenic (III) sử dụng nhóm thiol của phần còn lại của cysein. Sự xúc tác bao gồm thiol hóa Cys72, Cys174 và Cys224. Trong phản ứng SN2, điện tích dương trên nguyên tử lưu huỳnh của SAM hút electron liên kết từ carbon của nhóm methyl, và nó tương tác với cặp electron đơn độc của arsenic để tạo ra một liên kết As−C, giải phóng S-Adenosyl-L-homocystein (SAH).