Izocitrátdehydrogenáza

Izocitrátdehydrogenáza je enzým citrátového cyklu, ktorý katalyzuje oxidáciu izocitrátu na oxalsukcinát s následnou spontánnou dekarboxyláciou oxalsukcinátu na 2-oxoglutarát. Koenzýmom izocitrátdehydrogenázy, ktorý prijíma elektróny od izocitrátu je NAD+. Izocitrátdehydrogenáza je homooktamér: je vytvorená z ôsmich rovnakých podjednotiek. Izocitrátdehydrogenáza je ústredný regulačný enzým citrátového cyklu. Reakcia katalyzovaná izocitrátdehydrogenázou je exergonická: ΔG = – 7,1 kJ/mol.

Sumarána reakcia katalyzovaná izocitrátdehydrogenázou je:

izocitrát + NAD+ → oxalsukcinát + NADH → 2-oxoglutarát + CO2

Existujú tri izoenzýmy izocitrátdehydrogenázy: jeden izoenzým využíva ako akceptor elektrónov NAD+ a nachádza sa v matrixe mitochondrií. Tento izoenzým je súčasťou Krebsovho cyklu a je cez  NAD+ napojený na dýchací reťazec.   NAD+-dependentná izocitrátdehydrogenáza využíva ako kofaktor ešte manganatý alebo horečnatý dikatión, ktoré sa koordunujú na novovzniknutú oxoskupinu, čím uľahčujú spontánnu dekarboxyláciu oxalsukcinátu. Katalyticky významné sú zvyšky tyrozínu Tyr-160 a lyzínu Lys-230. Ďalšie dva izoenzýmy izocitrátdehydrogenázy využívajú ako akceptor elektrónov NADP+  a nachádzajú sa v cytoplazme a v mitochondriách.

 Regulácia citrátového cyklu pomocou izocitrátdehydrogenázy 
Izocitrátdehydrogenáza je: 

 alostericky aktivivaná ADP a NAD+ (signály nedostatku energie v bunke),
 aktivovaná vápenatými iónmi Ca2+ (vápenaté ióny sa uvoľňujú zo sarkoplazmatického retikula pri svalovej kontrakcii, sú teda signálom spotreby energie)
 inhibovaná ATP a NADH (signály nedostatku energie v bunke).

Izocitrátdehydrogenáza je miestom, ktoré prepája citrátový cyklus s dýchcím reťazcom (cez NADH a NAD+) a oxidatívnou fosforyláciou (cez ADP a ATP). Pri dostatku energie v bunke je vysoký pomer ATP/ADP a bunka nemá dostatok ADP, aby mohlo dochádzať ku fosforylácii na ATPsyntáze oxidatívnou fosforyláciou. Pri dostatku energie sa tak spotrebuje väčšina ADP a prítomné ATP inhibuje izocitrátdehydrogenázu, čím brzdí citrátový cyklus.

Pri dostatku energie v bunke je analogicky vysoký pomer NADH/NAD+, čoho dôsledkom je, že bunka nemá dostatok NAD+,na priebeh oxidačných reakcií v citrerátovom cykle, čo brzdí citrátový cyklus. Prítomný NADH následne inhibuje izocitrátdehydrogenázu.

 Pozri aj 

 citrátový cyklus

 Referencie 

Kategória:Citrátový cyklus
Kategória:Enzýmy citrátového cyklu