S-아데노실메티오닌(S-adenosylmethionine, 약칭 SAM, SAMe, AdoMet)은 생체 내에서 메틸기 전이, 황전환 및 아미노프로필화 반응에 관여하는 보조 인자이다. 화학적으로는 아데노실기가 메티오닌의 황 원자에 결합한 설포늄 베타인 구조를 가지며, 친전자성 메틸기의 공급원 또는 5'-디옥시아데노실 라디칼의 공급원으로 작용한다.
1952년 줄리오 칸토니(Giulio Cantoni)에 의해 처음 발견되었다. 메티오닌 아데노실트랜스퍼레이스(methionine adenosyltransferase, EC 2.5.1.6)에 의해 아데노신 삼인산(ATP)과 메티오닌으로부터 생성된다. 이러한 동화작용은 몸 전체에서 일어나지만, 대부분의 S-아데노실메티오닌은 간에서 생성되고 소비된다.
S-아데노실메티오닌으로부터 40가지 이상의 메틸기 전이 반응이 핵산, 단백질, 지질 및 이차 대사산물과 같은 다양한 기질에서 일어나는 것으로 알려져 있다. 진핵세포에서 S-아데노실메티오닌은 DNA, tRNA, rRNA의 메틸화, 면역 반응, 아미노산 대사, 황전환 등을 포함한 다양한 과정의 조절 인자로 작용한다. 식물에서는 에틸렌 생합성에 중요하다. 세균에서는 SAM 리보스위치에 의해 결합되어 메티오닌 또는 시스테인 생합성에 관여하는 유전자들을 조절한다.
S-아데노실메티오닌을 생성, 소비, 재생하는 반응을 S-아데노실메티오닌 회로(활성 메틸 회로)라고 한다. 회로의 첫 번째 단계에서 메티오닌이 ATP와 반응하여 S-아데노실메티오닌을 생성하고, 두 번째 단계에서 S-아데노실메티오닌 의존적 메틸트랜스퍼레이스에 의해 S-아데노실호모시스테인이 생성된다. 이후 아데노실호모시스테네이스에 의해 아데노신과 호모시스테인으로 가수분해되고, 호모시스테인은 메티오닌 생성효소에 의해 다시 메티오닌으로 재생된다. 이 회로의 속도 제한 단계는 메틸렌테트라하이드로폴산 환원효소(MTHFR)에 의해 촉매된다.
철-황 클러스터를 함유하는 다수의 효소들은 S-아데노실메티오닌을 환원적으로 절단하여 5'-디옥시아데노실 5'-라디칼을 중간생성물로 생성하는데, 이러한 효소들을 라디칼 S-아데노실메티오닌 효소(radical SAM enzyme)라고 한다. 이들은 모든 생물에서 발견될 수 있으며, 생물정보학 연구에 따르면 최소한 114,000개의 염기 서열과 65가지의 독특한 반응을 포함하는 것으로 추정된다.
S-아데노실메티오닌의 또 다른 주요 역할은 폴리아민 생합성이다. 이 과정에서 S-아데노실메티오닌은 탈카복실화되어 S-아데노실메티오닌아민을 형성하고, 이후 스페르미딘 및 스페르민과 같은 폴리아민의 생합성에 n-프로필아민기를 공여한다. 세포의 생장과 복구에 필요하며, 에피네프린 등 기분에 영향을 미치는 호르몬 및 신경전달물질의 생합성에도 관여한다.
치료용으로서 S-아데노실메티오닌은 골관절염, 우울증, 간 질환 등에 대해 연구되었으나 그 효능에 대한 증거는 결정적이지 않다. 2016년 코크란 리뷰에 따르면 주요 우울 장애 치료에 대해 높이 신뢰할 수 있는 증거가 부족하여 추가 연구가 필요하다고 결론지었다. 미국과 캐나다에서는 식이 보충제(SAM-e)로 판매되고 있으며, 이탈리아, 스페인, 독일, 러시아, 인도, 중국 등에서는 의약품으로 판매된다.
경구 섭취 시 장용정(400–1000 mg)으로 3~5시간 후 최대 혈장 농도에 도달하며, 반감기는 약 100분이다. 부작용으로는 위장관 장애, 소화 불량, 불안, 불면증 등이 보고되었다. 양극성 장애 환자에게는 조증 유발 위험이 있어 사용이 권장되지 않으며, 특정 항우울제 및 약물과 병용 시 세로토닌 증후군의 위험이 증가할 수 있다.
