在轉甲基反應前,甲硫氨酸必須在腺苷轉移酶的催化下與ATP反應,生成S-腺苷甲硫氨酸(SAM),SAM中的甲基成為活性甲基,SAM稱為活性甲硫氨酸。SAM經甲基轉移酶催化,將甲基轉移至另一種物質,使其甲基化,而SAM去甲基後生成S-腺苷同型半胱氨酸,後者脫去腺苷生成同型半胱氨酸。同型半胱氨酸再接受N -CH-FH上的甲基,重新生成甲硫氨酸,形成一個循環過程,稱為甲硫氨酸循環。
生理意義:由N -CH-FH供給甲基生成甲硫氨酸,再通過此循環的SAM提供甲基,以進行體內廣泛的甲基化反應,由此N -CH-FH可看成是體內甲基的間接供體。