Catechol- O -methyltransferase có liên quan đến việc bất hoạt chất dẫn truyền thần kinh catecholamine (dopamine, epinephrine và norepinephrine). Enzym trình diện một nhóm methyl của S-adenosyl methionine (SAM) cho catecholamine. Bất kỳ hợp chất nào có cấu trúc chứa catechol (như catecholestrogen và flavonoid) đều là chất nền của COMT.

Levodopa, tiền chất của catecholamine, là chất nền quan trọng của COMT. Các chất ức chế COMT (như entacapone), sẽ ngăn hợp chất levodopa khỏi bị tiếp xúc với COMT và kéo dài tác dụng của levodopa.[9] Entacapone là một loại thuốc bổ sung, sử dụng rộng rãi trong điều trị thuốc chứa levodopa. Khi dùng thuốc ức chế dopa decarboxylase (ví dụ như carbidopa hoặc benserazide), levodopa được bảo tồn ở trạng thái tối ưu. "Tam liệu pháp" này là một tiêu chuẩn trong điều trị bệnh Parkinson.

Phản ứng cụ thể được xúc tác bởi COMT như sau:

• Dopamine → 3-Methoxytyramin
• DOPAC → HVA (axit homovanillic)
• Norepinephrine → Normetanephrine
• Epinephrine → Metanephrine
• Dihydroxyphenylethylene glycol (DOPEG) → Methoxyhydroxyphenylglycol (MOPEG)
• Axit 3,4-Dihydroxymandelic (DOMA) → Axit Vanillylmandelic (VMA)

Trong não, sự giáng hóa dopamine phụ thuộc COMT có tầm quan trọng đặc biệt ở các vùng não có biểu hiện vận chuyển dopamine suy giảm trước tuổi (DAT), chẳng hạn như vỏ não trước trán.[10][11][12][13] (Trong PFC, dopamine cũng bị chất vận chuyển norepinephrine tiền ung thư (NET) loại bỏ và bị monoamin oxydase giáng hóa.).[14][15][16][17]

COMT dạng hòa tan tìm thấy ở dịch ngoại bào, mặc dù COMT ngoại bào ít vai trò hơn trong hệ thần kinh trung ương.[18] :210 Mặc dù COMT quan trong cho tế bào thần kinh, nhưng enzyme này chủ yếu tìm thấy ở gan. :135