可以脱去组蛋白甲基化的一类酶，主要有LSD1和JmjC家族去甲基化酶两类. 组蛋白被甲基化的位点是赖氨酸和精氨酸. 赖氨酸可以分别被一、二、三甲基化, 精氨酸只能被一、二甲基化. 在组蛋白H3上，共有5个赖氨酸位点可以被甲基化修饰.组蛋白的甲基化曾被认为是一个不可逆的过程. 2004年, 哈佛医学院的施扬教授发现了第一个组蛋白的去甲基化酶LSD1（lysine specific demethylase 1）, 在FAD的参与下, LSD1在体外可以特异去掉H3K4的二甲基和一甲基修饰, 在体内则可以去掉H3K9的二甲基和一甲基修饰. LSD1是单胺氧化酶家族的一个成员, 由于单胺氧化酶反应的过程中需要ε-N原子上一个额外的质子 的参与, 所以LSD1去甲基的活性受到底物的限制, 不能去掉赖氨酸的三甲基修饰. 2006年, 北卡罗来纳大学教堂山分校的张毅教授发现了一类含有JmjC结构域的去甲基化酶，JmjC家族去甲基 化酶需要铁离子和a-酮戊二酸参与反应，可以去掉赖氨酸的三甲基化修饰. LYS三甲基化的去除，可以相应的影响端粒的长度，是作为表观遗传修饰的重要途径，可能调控机体增殖，衰老，肿瘤发生等重要生物学过程。