Izovaleryl-CoA dehydrogenáza

Izovalerylkoenzým A dehydrogenáza alebo izovaleryl-CoA dehydrogenáza (IVD) je enzým, ktorý katalyzuje chemickú reakciu:

 izovaleryl-CoA + akceptor → 3-metylkrotonyl-CoA + redukovaný akceptor

Substrátmi tohto enzýmu sú izovaleryl-CoA (systematicky 3-metylbutanoyl-CoA) a akceptor elektrónov, produktmi sú 3-metylkrotonyl-CoA (systematicky 3-metylbut-2-énoyl-CoA) a redukovaný akceptor. Akceptorom elektrónov je typicky kofaktor flavínadeníndinukleotid (FAD).

Tento enzým patrí medzi oxidoreduktázy, konkrétne tie, ktoré pôsobia na CH-CH skupiny s inými akceptormi. Systematicky sa tento enzým označuje ako 3-metylbutanoyl-CoA:akceptor oxidoreduktáza. Enzým sa účastní rozkladu valínu, leucínu a izoleucínu.

 Štruktúra 
V roku 2025 bolo známych 7 štruktúr tohto enzýmu, s PDB kódmi , , , , , , .

 Katalýza 
IVD patrí do rodiny acyl-CoA dehydrogenáz. Je aktivovaná naviazaním izovaleryl-CoA do hydrofóbneho vrecka, do ktorého pasuje rozvetvená alkylová skupina na konci izovaleryl-CoA. Po naviazaní substrátu sa pomocou konformačných zmien presunie tioesterová skupina k FAD, čím môže prebehnúť presun hydridu. Týmto presunom začína dehydrogenácia, počas ktorej sa presunú dva atómy vodíka z β a γ uhlíkov izovaleryl-CoA, čo vedie k tvorbe dvojitej väzby. Tento proces vedie k premene izovaleryl-CoA na 3-metylkrotonyl-CoA a tvorí tretiu reakciu rozkladu leucínu v mitochondriách.

IVD funguje ako súčasť systému elektróny prenášajúcich flavoproteínov (ETF systému). IVD prenáša elektróny z FADH2 na ETF, ktorý ich potom presúva do elektrónového transportného reťazca. Tento reťazec vytvára protónový gradient tým, že presúva protóny do vnútornej mitochondriovej membrány, čím prispieva k tvorbe ATP. Premena izovaleryl-CoA na 3-metylkrotonyl-CoA je tak kľúčová nielen pre katabolizmus leucínu, ale taktiež ho prepája s oxidačnou fosforyláciou.

Po tejto premene sa 3-metylkrotonyl-CoA karboxyluje za vzniku 3-metylglutakonyl-CoA, ktorý sa hydratuje a štiepi na acetyl-CoA a acetoacetát. Obe tieto molekuly fungujú ako sklad energie a vstupujú do citrátového cyklu alebo tvorby ketolátok.

 Klinický význam 
Nedostatočná aktivita IVD vedie k hromadeniu izovaleryl-CoA a príbuzných metabolizmov v organizme. To vedie k vzácnemu autozómovo recesívnemu ochoreniu známemu ako izovalérová hyperacidúria alebo izovalérová acidémia, ktorá je charakterizovaná metabolickými krízami, poruchami vývoja a špecifickou vôňou kvoli nadbytku kyseliny izovalérovej.

 Referencie 

 Ďalšia literatúra 




 Zdroj 

Kategória:Flavoproteíny
Kategória:Mitochondriálne bielkoviny