Οι συμπαράγοντες μεθυλίωσης περιλαμβάνουν τις βιταμίνες B12, B9, B2, B6 καθώς και τα ιχνοστοιχεία ψευδάργυρο (Zn) και μαγνήσιο (Mg). Ο έλεγχος των συμπαραγόντων μεθυλίωσης είναι εξαιρετικά σημαντικός προκειμένου να επιτευχθεί η βέλτιστη λειτουργία των ενζύμων που συμμετέχουν στον κύκλο της μεθυλίωσης και ως εκ τούτου η βέλτιστη διαδικασία μεθυλίωσης.
Η βιταμίνη Β12 παίζει κρίσιμο ρόλο στη μεθυλίωση μέσω της αλληλεπίδρασής της με συγκεκριμένα ένζυμα που συμμετέχουν στις αντιδράσεις μεταφοράς μεθυλίου.
- Συνθετάση Μεθειονίνης (MTR): Αυτό το ένζυμο είναι κεντρικό στον κύκλο της μεθυλίωσης. Καταλύει τη μετατροπή της ομοκυστεΐνης σε μεθειονίνη, μια διαδικασία απαραίτητη για τη διατήρηση των κατάλληλων επιπέδων ομοκυστεΐνης στο σώμα. Η βιταμίνη Β12 δρα ως συμπαράγοντας για τη συνθετάση μεθειονίνης, διευκολύνοντας τη μεταφορά μιας μεθυλικής ομάδας από το μεθυλοτετραϋδροφυλλικό στην ομοκυστεΐνη, δημιουργώντας έτσι μεθειονίνη. Η μεθειονίνη είναι πρόδρομο μόρια για την S-αδενοσυλμεθειονίνη (SAM), η οποία χρησιμεύει ως ο κύριος δότης μεθυλίου στις αντιδράσεις μεθυλίωσης.
Η βιταμίνη Β9, γνωστή επίσης ως φυλλικό οξύ ή φολικό οξύ, παίζει κρίσιμο ρόλο στη μεθυλίωση μέσω της αλληλεπίδρασής της με συγκεκριμένα ένζυμα που συμμετέχουν στις αντιδράσεις μεταφοράς μεθυλίου.
- Συνθετάση Μεθειονίνης (MTR): Ενώ η βιταμίνη Β12 είναι ο κύριος συμπαράγοντας για τη συνθετάση μεθειονίνης, το φυλλικό οξύ είναι επίσης απαραίτητο για τη δραστηριότητα αυτού του ενζύμου. Η συνθετάση της μεθειονίνης καταλύει τη μετατροπή της ομοκυστεΐνης σε μεθειονίνη, μια διαδικασία ζωτικής σημασίας για τη διατήρηση των κατάλληλων επιπέδων ομοκυστεΐνης στο σώμα. Το φυλλικό οξύ δρα ως δότης μεθυλίου, παρέχοντας μια μεθυλομάδα στη βιταμίνη Β12, η οποία στη συνέχεια τη μεταφέρει στην ομοκυστεΐνη, δημιουργώντας μεθειονίνη. Αυτή η αντίδραση μετατρέπει το 5-μεθυλοτετραϋδροφυλλικό (5-μεθυλο-THF) σε τετραϋδροφυλλικό οξύ (THF), επιτρέποντας στο φυλλικό οξύ να ανακυκλωθεί για περαιτέρω αντιδράσεις μεθυλίωσης.
- Μεθυλενοτετραϋδροφυλλική Αναγωγάση (MTHFR): Το MTHFR είναι ένα ένζυμο που συμμετέχει στη μετατροπή του φυλλικού οξέος στην ενεργό μορφή του, 5-μεθυλοτετραϋδροφυλλικό (5-μεθυλο-THF). Αυτή η δραστική μορφή είναι απαραίτητη για τη σύνθεση της μεθειονίνης και, στη συνέχεια, της S-αδενοσυλμεθειονίνης (SAM), του κύριου δότη μεθυλίου σε πολυάριθμες αντιδράσεις μεθυλίωσης. Οι γενετικές παραλλαγές στο γονίδιο MTHFR μπορούν να επηρεάσουν τη δραστηριότητά του, οδηγώντας ενδεχομένως σε διαταραχές των επιπέδων φυλλικού οξέος και επηρεάζοντας τις διαδικασίες μεθυλίωσης.
Η βιταμίνη Β6, γνωστή επίσης ως πυριδοξίνη, παίζει κρίσιμο ρόλο στη μεθυλίωση μέσω της αλληλεπίδρασής της με συγκεκριμένα ένζυμα που συμμετέχουν στις αντιδράσεις μεταφοράς μεθυλίου.
- Β-Συνθετάση Κυσταθειονίνης (CBS): Η βιταμίνη Β6 είναι συμπαράγοντας για το CBS, ένα ένζυμο που εμπλέκεται στην οδό της μεταθείωσης και τον μεταβολισμό της ομοκυστεΐνης. Το CBS καταλύει τη μετατροπή της ομοκυστεΐνης σε κυσταθειονίνη, η οποία στη συνέχεια μετατρέπεται σε κυστεΐνη. Αυτή η οδός βοηθά στη ρύθμιση των επιπέδων ομοκυστεΐνης και παρέχει κυστεΐνη, έναν πρόδρομο μόριο για τη σύνθεση γλουταθειόνης, ένα σημαντικό αντιοξειδωτικό στο σώμα. Διευκολύνοντας τη δραστηριότητα του CBS, η βιταμίνη Β6 επηρεάζει έμμεσα τη μεθυλίωση ρυθμίζοντας τα επίπεδα ομοκυστεΐνης.
- Υδροξυμεθυλοτρανσφεράση Σερίνης (SHMT): Η SHMT συμμετέχει στη μετατροπή της σερίνης σε γλυκίνη και τετραϋδροφυλλικό οξύ (THF) σε 5,10-μεθυλενο-THF, μια δραστική μορφή του φυλλικού οξέος. Αυτή η αντίδραση είναι κρίσιμη για το μεταβολισμό του ενός ατόμου άνθρακα (1C) και τη σύνθεση της μεθειονίνης από ομοκυστεΐνη. Η βιταμίνη Β6 απαιτείται για τη δραστηριότητα του SHMT, επηρεάζοντας έμμεσα τη μεθυλίωση εξασφαλίζοντας τη διαθεσιμότητα ενεργών μορφών φυλλικού οξέος που είναι απαραίτητες για τη σύνθεση μεθειονίνης.
- Τρανσαμινάσες: Η βιταμίνη Β6 είναι επίσης συμπαράγοντας για τις τρανσαμινάσες, ένζυμα που συμμετέχουν στο μεταβολισμό των αμινοξέων. Οι τρανσαμινάσες διευκολύνουν τη μεταφορά αμινοομάδων μεταξύ αμινοξέων και κετο-οξέων, παίζοντας ρόλο στη σύνθεση και τον καταβολισμό των αμινοξέων. Ο σωστός μεταβολισμός των αμινοξέων είναι απαραίτητος για τη διατήρηση της ισορροπίας των δοτών μεθυλίου και των υποστρωμάτων που συμμετέχουν στις αντιδράσεις μεθυλίωσης.
Η βιταμίνη Β2, γνωστή επίσης ως ριβοφλαβίνη, επηρεάζει έμμεσα τη μεθυλίωση μέσω του ρόλου της ως πρόδρομου μορίου του δινουκλεοτιδίου φλαβίνης-αδενίνης (FAD) και του μονονουκλεοτιδίου φλαβίνης (FMN), συνένζυμα που συμμετέχουν σε διάφορες ενζυματικές αντιδράσεις, συμπεριλαμβανομένων εκείνων που συμμετέχουν στη μεθυλίωση.
- Μεθυλενοτετραϋδροφυλλική Αναγωγάση (MTHFR): Ενώ η ίδια η βιταμίνη Β2 δεν συμμετέχει άμεσα στις αντιδράσεις μεθυλίωσης, το FAD, που προέρχεται από τη ριβοφλαβίνη, είναι συμπαράγοντας για το MTHFR. Το MTHFR είναι ένα ένζυμο που εμπλέκεται στη μετατροπή του 5,10-μεθυλενοτετραϋδροφυλλικού οξέος (5,10-μεθυλενο-THF) σε 5-μεθυλοτετραϋδροφυλλικό οξύ (5-μεθυλο-THF), τη δραστική μορφή του φυλλικού οξέος που είναι απαραίτητη για τη σύνθεση μεθειονίνης από ομοκυστεΐνη. Αυτή η αντίδραση είναι ζωτικής σημασίας για τη διατήρηση των κατάλληλων διαδικασιών μεθυλίωσης στο σώμα.
- Συνθετάση Μεθειονίνης (MTR): Ενώ η βιταμίνη Β12 αλληλεπιδρά κυρίως με τη συνθετάση μεθειονίνης, το FAD επηρεάζει έμμεσα τη δραστηριότητα αυτού του ενζύμου υποστηρίζοντας τη λειτουργία του MTHFR. Όπως αναφέρθηκε προηγουμένως, το MTHFR βοηθά στη μετατροπή του 5,10-μεθυλενο-THF σε 5-μεθυλο-THF, το οποίο χρησιμεύει ως δότης μεθυλίου για τη συνθετάση της μεθειονίνης. Ως εκ τούτου, η βιταμίνη Β2 συμβάλλει έμμεσα στη μεθυλίωση εξασφαλίζοντας τη διαθεσιμότητα των ενεργών μορφών φυλλικού οξέος που είναι απαραίτητες για τη σύνθεση μεθειονίνης.
- Αναγωγάση Γλουταθειόνης (GR): Το FAD είναι επίσης συμπαράγοντας για την αναγωγάση της γλουταθειόνης, ένα ένζυμο που συμμετέχει στην αναγέννηση της ανηγμένης γλουταθειόνης (GSH) από την οξειδωμένη μορφή της (GSSG). Η γλουταθειόνη είναι ένα σημαντικό αντιοξειδωτικό στο σώμα και παίζει ρόλο στην προστασία των κυττάρων από το οξειδωτικό στρες. Αν και η ίδια η γλουταθειόνη δεν συμμετέχει άμεσα στη μεθυλίωση, η διαθεσιμότητά της μπορεί να επηρεάσει έμμεσα τις κυτταρικές διεργασίες, συμπεριλαμβανομένων εκείνων που σχετίζονται με τη ρύθμιση της μεθυλίωσης.
Ο ψευδάργυρος (Zn) παίζει κρίσιμο ρόλο στη μεθυλίωση μέσω της συμμετοχής του σε διάφορα ένζυμα και πρωτεΐνες που συμμετέχουν άμεσα ή έμμεσα στις διεργασίες μεθυλίωσης.
- Μεθυλοτρανσφεράσες DNA (DNMTs): Ο ψευδάργυρος είναι συμπαράγοντας για τα DNMTs, ένζυμα υπεύθυνα για την προσθήκη μεθυλομάδων σε μόρια DNA, μια διαδικασία γνωστή ως μεθυλίωση του DNA. Η μεθυλίωση του DNA παίζει κρίσιμο ρόλο στη ρύθμιση της γονιδιακής έκφρασης, τη γονιδιωματική σταθερότητα και την κυτταρική διαφοροποίηση. Η δέσμευση του ψευδαργύρου διευκολύνει τη σωστή αναδίπλωση και σταθερότητα των DNMTs, επιτρέποντάς τους να λειτουργούν αποτελεσματικά στη μεθυλίωση του DNA σε συγκεκριμένες θέσεις.
- Αδενοσυλτρανσφεράση Μεθειονίνης (MAT): Η MAT είναι το ένζυμο που είναι υπεύθυνο για τη σύνθεση της S-αδενοσυλμεθειονίνης (SAM), του κύριου δότη μεθυλίου σε πολλές αντιδράσεις μεθυλίωσης. Τα ιόντα ψευδαργύρου συμμετέχουν στη ρύθμιση της δραστηριότητας της ΜΑΤ, συμβάλλοντας στη σταθεροποίηση της δομής του ενζύμου και στην προώθηση της καταλυτικής λειτουργίας του. Το SAM είναι απαραίτητο για τη μεθυλίωση του DNA, τη μεθυλίωση της ιστόνης, τη σύνθεση των νευροδιαβιβαστών και άλλες διεργασίες που εξαρτώνται από τη μεθυλίωση.
- Αλκοολική Αφυδρογονάση (ADH): Αν και δεν συμμετέχει άμεσα στη μεθυλίωση, ο ψευδάργυρος είναι συμπαράγοντας για την αλκοολική αφυδρογονάση, ένα ένζυμο που καταλύει τη μετατροπή των αλκοολών σε αλδεΰδες ή κετόνες. Ο μεταβολισμός του αλκοόλ μπορεί να επηρεάσει έμμεσα τις διεργασίες μεθυλίωσης επηρεάζοντας τη διαθεσιμότητα των μεθυλομάδων και μεταβάλλοντας την κυτταρική οξειδοαναγωγική κατάσταση, η οποία μπορεί να επηρεάσει τη δραστηριότητα των μεθυλοτρανσφερασών και άλλων ενζύμων που συμμετέχουν στις οδούς μεθυλίωσης.
Το μαγνήσιο (Mg) είναι ένα βασικό ιχνοστοιχείο που παίζει κρίσιμο ρόλο σε πολλές ενζυματικές αντιδράσεις, συμπεριλαμβανομένων εκείνων που συμμετέχουν στις διαδικασίες μεθυλίωσης.
- Αδενοσυλτρανσφεράση Μεθειονίνης (MAT): Η MAT είναι το ένζυμο που είναι υπεύθυνο για τη σύνθεση της S-αδενοσυλμεθειονίνης (SAM), του κύριου δότη μεθυλίου σε πολλές αντιδράσεις μεθυλίωσης. Τα ιόντα μαγνησίου είναι απαραίτητα για την καταλυτική δράση του MAT, καθώς σταθεροποιούν την κατάσταση μετάβασης της αντίδρασης και διευκολύνουν τη μεταφορά της αδενοσυλομάδας από το ATP στη μεθειονίνη, σχηματίζοντας SAM. Το SAM χρησιμεύει ως δότης μεθυλίου για DNA, RNA, πρωτεΐνες, λιπίδια και άλλα υποστρώματα που συμμετέχουν σε διάφορες αντιδράσεις μεθυλίωσης σε όλο το σώμα.
- Μεθυλοτρανσφεράσες (MTs): Τα ιόντα μαγνησίου απαιτούνται επίσης για τη δραστηριότητα των μεθυλτρανσφερασών, ενζύμων υπεύθυνων για τη μεταφορά μεθυλομάδων από το SAM σε συγκεκριμένα υποστρώματα, όπως DNA, RNA, πρωτεΐνες και μικρά μόρια. Οι μεθυλοτρανσφεράσες παίζουν κρίσιμο ρόλο στη ρύθμιση της γονιδιακής έκφρασης, της πρωτεϊνικής λειτουργίας, του μεταβολισμού των νευροδιαβιβαστών και άλλων κυτταρικών διεργασιών μέσω μηχανισμών που εξαρτώνται από τη μεθυλίωση. Τα ιόντα μαγνησίου βοηθούν στη σταθεροποίηση της δομής των μεθυλοτρανσφερασών και διευκολύνουν τη δέσμευση των υποστρωμάτων SAM και δέκτη μεθυλίου, προωθώντας έτσι αποτελεσματικές αντιδράσεις μεταφοράς μεθυλομάδας.
- 5-Μεθυλοτετραϋδροφυλλική Μεθυλοτρανσφεράση Ομοκυστεΐνης (MTR): Το MTR, επίσης γνωστό ως συνθετάση μεθειονίνης, είναι το ένζυμο που καταλύει τη μετατροπή της ομοκυστεΐνης σε μεθειονίνη, μια διαδικασία απαραίτητη για τη διατήρηση της σωστής ισορροπίας μεθυλίωσης και του μεταβολισμού της ομοκυστεΐνης. Αν και η βιταμίνη Β12 είναι ο πρωταρχικός συμπαράγοντας για το MTR, τα ιόντα μαγνησίου απαιτούνται επίσης για τη δραστηριότητα του ενζύμου. Το μαγνήσιο βοηθά στη σταθεροποίηση της δομής του MTR και διευκολύνει τη μεταφορά της μεθυλικής ομάδας από το 5-μεθυλοτετραϋδροφυλλικό (5-μεθυλο-THF) στην ομοκυστεΐνη, παράγοντας μεθειονίνη.
