結構生物化學/酶/自由基-SAM酶
蛋白質和核酸的多樣性很大程度上歸因於許多允許將化學基團特異性地新增到大分子中的機制。這些對大分子進行的修飾被認為僅是親核的，例如DNA甲基化。然而，在發現自由基-SAM（S-腺苷甲硫氨酸）酶家族之後，許多蛋白質和RNA修飾反應被發現是透過自由基機制而不是親核機制進行的。由於自由基非常活潑，因此它允許目標底物的任何位點被啟用以進行修飾。因此，這種自由基機制的發現擴充套件了修飾單體的數量，從而產生了多樣性。然而，這些反應更難以控制。透過自由基-SAM酶研究這些基於自由基的機制仍處於起步階段。這些機制需要對複雜聚合物中酶的詳細結構特徵進行表徵，這是一個問題，因為許多此類聚合物的3D結構仍然未知。
許多修飾可以透過自由基機制發生。蛋白質修飾，最簡單的就是甘氨醯自由基，可以透過自由基機制發生。此外，這些基於自由基的機制也參與核苷的轉錄後修飾。這些自由基-SAM酶在特定的聚合物中產生自由基，並且該自由基可以與甲基、硫醇和其他基團結合，從而產生更復雜的分子。甘氨酸自由基化透過將甘氨酸轉化為自由基形式來完成，該自由基形式由“自由基-SAM”啟用酶產生。此過程會導致結構發生構象變化。自由基-SAM酶還參與將甲硫基（CH3和SH）基團新增到蛋白質和轉移RNA中。首先，5'-脫氧腺苷醯自由基進行氫原子提取。然後，底物自由基進行硫化以生成中間硫醇。最後，SAM進行親核甲基化。然後，發生兩種不同的活性，均依賴於SAM。首先，催化自由基C-H到C-S。其次，它們充當SAM依賴性甲基轉移酶。
這些SAM酶具有一個保守的核心，其中混合了α和β結構形式。一個六鏈平行β摺疊在所有自由基酶中以等效位置結合SAM和[4Fe-4S]簇。SAM結合在相鄰β鏈之間形成的溝槽中，該溝槽連線到β摺疊相對錶面上堆積的α螺旋。這種特定的堆積幾何形狀產生一個凹面，其曲率程度根據特定的自由基-SAM酶家族而異。這些不同的曲率程度非常重要，因為它有助於它們對從小分子到大分子等多種底物的特異性。
Atta，Mohamed，Mulliez，Etienne，等。“S-腺苷甲硫氨酸依賴性基於自由基的生物大分子修飾。”結構生物學當前觀點。2010年。