Метилирование белков — тип метилирования, посттрансляционной модификации белков, заключается в добавлении метильной группы вместо атома водорода. Эта реакция катализируется ферментами и обычно имеет место на аминокислотных остатках аргинина или лизина в последовательности белка. Аргинин может быть метилированный один или два раза, с добавлением метильных групп к терминальному азота (с образованием асимметричного диметилированные аргинина) или по одной к каждому азота (симметричный диметилированные аргинин) с помощью фермента пептидиларгининметилтрансфераза (PRMT). Лизин может быть метилированный один раз, дважды или трижды с помощью фермента лизинметилтрансфераза. Метилирование белков лучше исследовано в гистонов. Передача метильных групп от S-аденозилметионину к гистонов катализируется ферментами, известными как гистоновые метилтренсферазы. Гистоны, метилированных на определенных остатках, может действовать эпигенетически, чтобы подавляя или активируя экспрессию гена.