结构生物化学/酶/自由基-SAM酶
蛋白质和核酸的多样性很大程度上归因于许多允许将化学基团特异性地添加到大分子中的机制。这些对大分子进行的修饰被认为仅是亲核的，例如DNA甲基化。然而，在发现自由基-SAM（S-腺苷甲硫氨酸）酶家族之后，许多蛋白质和RNA修饰反应被发现是通过自由基机制而不是亲核机制进行的。由于自由基非常活泼，因此它允许目标底物的任何位点被激活以进行修饰。因此，这种自由基机制的发现扩展了修饰单体的数量，从而产生了多样性。然而，这些反应更难以控制。通过自由基-SAM酶研究这些基于自由基的机制仍处于起步阶段。这些机制需要对复杂聚合物中酶的详细结构特征进行表征，这是一个问题，因为许多此类聚合物的3D结构仍然未知。
许多修饰可以通过自由基机制发生。蛋白质修饰，最简单的就是甘氨酰自由基，可以通过自由基机制发生。此外，这些基于自由基的机制也参与核苷的转录后修饰。这些自由基-SAM酶在特定的聚合物中产生自由基，并且该自由基可以与甲基、硫醇和其他基团结合，从而产生更复杂的分子。甘氨酸自由基化通过将甘氨酸转化为自由基形式来完成，该自由基形式由“自由基-SAM”激活酶产生。此过程会导致结构发生构象变化。自由基-SAM酶还参与将甲硫基（CH3和SH）基团添加到蛋白质和转移RNA中。首先，5'-脱氧腺苷酰自由基进行氢原子提取。然后，底物自由基进行硫化以生成中间硫醇。最后，SAM进行亲核甲基化。然后，发生两种不同的活性，均依赖于SAM。首先，催化自由基C-H到C-S。其次，它们充当SAM依赖性甲基转移酶。
这些SAM酶具有一个保守的核心，其中混合了α和β结构形式。一个六链平行β折叠在所有自由基酶中以等效位置结合SAM和[4Fe-4S]簇。SAM结合在相邻β链之间形成的沟槽中，该沟槽连接到β折叠相对表面上堆积的α螺旋。这种特定的堆积几何形状产生一个凹面，其曲率程度根据特定的自由基-SAM酶家族而异。这些不同的曲率程度非常重要，因为它有助于它们对从小分子到大分子等多种底物的特异性。
Atta，Mohamed，Mulliez，Etienne，等。“S-腺苷甲硫氨酸依赖性基于自由基的生物大分子修饰。”结构生物学当前观点。2010年。