甲基化作为最重要的蛋白翻译后修饰之一，在调控各种生物学过程包括信号转导，DNA损伤修复，转录调控，基因激活与表达和转录后修饰起着至关重要的作用。
与细胞内主要信号转导通路中发生的蛋白磷酸化比较起来，尽管甲基化是同时与磷酸化同时发现，是一种相对新的研究领域。
组蛋白甲基化通常发生在赖氨酸或者精氨酸残基上，赖氨酸的ε-氨基集团，可能会通过在S-腺苷甲硫氨酸（SAM）依赖方式的赖氨酸甲基转移酶催化发生单甲基化，二甲基化和三甲基化。精氨酸则在（SAM）作甲基集团供体并且精氨酸甲基化转移酶催化的作用下，可以在其侧链的氨基上发生单甲基化和二甲基化。唯一一点不同的是，精氨酸的两个甲基基团可能被同时添加在胍基的同一个氮原子上形成非对称的二甲基化或者添加在不同的两个氮原子形成对称的二甲基化。
甲基化与去甲基化的过程类似于蛋白磷酸化，简单来说甲基化与磷酸化的动态过程好比“输入-阅读-擦除”这种循环过程。
同样在Lys甲基化修饰的过程中，Lys甲基转移酶（KMT）或者Arg甲基转移酶（PRMT）作为“输写者（writer）”，可以将底物的赖氨酸和精氨酸残基进行甲基化修饰。这将会影响底物蛋白的活性及其定位，也会影响与其他含有甲基残基结构功能域的蛋白发生相互作用，也就是我们称为“阅读者（reader）”的蛋白。
组蛋白甲基化还可会改变染色质蛋白的物理性质而影响基因表达，基因表达的激活与沉默，与Lys和Arg发生的甲基化位点及其甲基化程度密切相关。除了组蛋白上发生甲基化之外，非组蛋白的Lys和Arg残基发生甲基化也是细胞生物学进程中重要的调控因素。
尽管很多研究集在组蛋白甲基化领域，近期越来越多科学工作者发现这些酶促反应也发生在非组蛋白上，同样调控着非组蛋白的甲基化动态过程。非组蛋白的甲基化在诸多信号通路转导过程中起重要调控作用，例如MAPK，WNT，BMP，Hippo和JAK-STAT， 甲基化修饰与其他翻译后修饰之间，以及组蛋白与非组蛋白之间的通路对话，影响并调控着大部分细胞功能例如染色体重组装，基因转录翻译，蛋白合成，信号转导以及DNA损伤修复等。
随着蛋白组学技术手段的不断提高，特别是质谱技术（LC-MS/MS）,可以通过这种方法解密人类发病过程中甲基化蛋白组的参与程度及其相关分子功能。
Aimsmass提供专业的甲基化位点鉴定服务，蛋白甲基化是由甲基转移酶介导，S—腺苷甲硫胺酸（SAM）作为提供甲基集团。
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