Klasse-I-Methyltransferase

Die Struktur ähnelt der Rossmann-Faltung von Proteinen, die NAD binden. Es handelt sich um ein verdrehtes siebensträngiges β-Faltblatt, bei dem die ersten sechs Stränge parallel und der siebte antiparallel ausgerichtet sind. Hinzu kommen angrenzende α-Helices. Die Klasse-I-Methyltransferasen werden daher auch als seven-β-strand (7BS)-Methyltransferasen bezeichnet.

Innerhalb der β-Faltblätter finden sich folgende vier Sequenzmotive: Motiv I, post I, II und III. Diese sind bis auf einige konservierte Aminosäuren, die eine Rolle bei der Koordinierung des Methylgruppendonor S-Adenosylmethionin (SAM) spielen, relativ variabel.

Klasse-I-Methyltransferasen können ein weites Spektrum an Substraten methylieren, einschließlich Proteinen, DNA, RNA und Lipiden. Im Gegensatz zu den Klasse-II-Methyltransferasen sind die Klasse-I-Methyltransferasen meist sehr spezifisch und haben nur ein definiertes Substrat.

Bei der Methylierungsreaktion fungiert SAM als Donor der Methylgruppe. Es handelt sich um eine nukleophile Substitution (SN2-Reaktion).

Nachfolgend sind beispielhaft einige Vertreter der Klasse-I-Methyltransferasen aufgelistet, gruppiert nach ihren Substraten:

• Protein-Arginin-Methyltransferasen (PRMTs): PRMT3, PRMT5 und PRMT7
• Histon-Methyltransferase (HMTs): DOT1L
• DNA-Methyltransferasen (DNMTs): DNMT1, DNMT3A und DNMT3B
• RNA-Methyltransferasen : RNMT, NSUN2, NSUN3, TRMT1

• Petrossian und Clarke Uncovering the Human Methyltransferasome Molecular & Cellular Proteomics, 2011
• Falnes et al. Protein lysine methylation by seven-β-strand methyltransferases Biochem J 2016