蛋氨酸腺苷轉移酶（methionine adenosyltransferase， MAT）在分子生物學中，也稱為S-腺苷甲硫氨酸合成酶（S-adenosylmethionine synthetase），催化將蛋氨酸和 ATP 形成的S-腺苷甲硫氨酸（S-adenosylmethionine）的反應。
S-腺苷甲硫氨酸在甲基轉移 (transmethylation) 中是一個重要的甲基供體 (methyl donor)，在
多胺生物合成 (polyamine biosynthesis) 中是一個丙氨供體 (propylamino donor)。蛋氨酸腺苷轉移酶是蛋氨酸循環 (methionine cycle) 的限速步驟 (rate-limiting step) 。
S-腺苷甲硫氨酸是甲基供體，並可以將DNA甲基化。
DNA一旦被
甲基化后，會影響基因的表達。因此，S-腺苷甲硫氨酸被稱為控制基因表達的重要開關。此外，它也參與
基因轉錄，
細胞增殖，生產次生代謝物等。它因此迅速成為下列疾病的藥物靶標：抑鬱症 (depression), 老年痴呆症 (dementia)，空泡性脊髓病 (vacuolar myelopathy)，肝臟損傷 (liver injury)，偏頭痛 (migraine)，骨關節炎 (osteoarthritis)，以及也是一個潛在的預防癌症的化學劑。該的活性需要二價陽離子鎂，和一價離子鉀。
蛋氨酸腺苷轉移酶被發現存在於除了寄生蟲外幾乎每一個生物體中。它的同工酶 (isozyme) 在細菌，芽殖酵母 (budding yeast)，和哺乳動物
線粒體中都有發現。酶大多數是四聚體的均聚物 (homo-oligomers)。單體有三個不連續的序列延伸形成的域，兩個
亞基通過由大型平面疏水表面相互作用形成
二聚體 (dimers) 。