Isositraattidehydrogenaasi

Isositraattidehydrogenaasi on entsyymi, joka katalysoi isositruunahapon hapetusta ja dekarboksylaatiota, jolloin tuotteena muodostuu alfaketoglutaarihappoa. Isositraattidehydrogenaasi esiintyy eliöissä osana sitruunahappokiertoa. Isositraattidehydrogenaasin EC-numero on 1.1.1.41.

Ominaisuudet ja toiminta
Ihmisen isositraattidehydrogenaasi on rakenteeltaan tetrameeri ja molekyylipainoltaan noin 238 kDa. Eukaryooteilla isositraattidehydrogenaasista on kaksi muotoa. Vain mitokondrioissa tavattava entsyymi, joka vaatii koentsyymikseen NAD+-molekyylin, ja mitokondrioissa ja sytosolissa esiintyvä isositraattidehydrogenaasi, joka käyttää koentsyyminään NADP+-molekyyliä. Isositraattidehydrogenaasi katalysoi ensimmäisessä vaiheessa isositruunahapon hapettamista oksalomeripihkahapoksi. Hapettimena reaktiossa toimii NAD+ tai NADP+, jotka pelkistyvät muodostaen NADH:ta tai NADPH:ta. Seuraavaan vaiheeseen entsyymi tarvitsee koentsyymikseen kahdenarvoisen metallikationin, joka on tyypillisesti joko magnesium- tai mangaani-ioni. Ionin tehtävänä on todennäköisesti polarisoida oksalomeripihkahapon ketoryhmä. Oksalomeripihkahaposta eliminoituu karboksyyliryhmä hiilidioksidina, minkä jälkeen muodostunut tyydyttymätön välituote vastaanottaa protonin muodostaen alfaketoglutaarihappoa. Isositraattidehydrogenaasin katalysoiman reaktion Gibbsin energian muutos on -8,4 kJ/mol.

Kun eliöiden soluissa on runsaasti pelkistyspotentiaalia eli NADH:n pitoisuus on korkea ja soluissa on paljon ATP:tä, isositraattidehydrogenaasin toiminta inhiboituu. Sen sijaan ADP-molekyyli toimii entsyymin allosteerisena aktivoijana. Myös kalsiumionit aktivoivat entsyymiä. Nisäkkäillä isositraattidehydrogenaasin säätelymekanismit ovat ainoastaan allosteerisia. Sen sijaan Escherichia coli -bakteerilla entsyymiä säädellään myös kovalenttisesti. Kolibakteerilla on isositraattidehydrogenaasikinaasientsyymi, joka siirtää fosfaattiryhmän ATP-molekyyliltä isositraattidehydrogenaasin katalyyttisesti ja rakenteellisesti tärkeille seriiniaminohapoille. Tämä fosforyloiminen inhiboi isositraattidehydrogenaasin toiminnan.

Lähteet

Aiheesta muualla 

Oksidoreduktaasit