Кіріспе

Ферменттер класы. Изоцитрат дегидрогеназа (IDH) – изоцитраттың окисделген декарбоксилдеуін катализдейтін фермент, нәтижесінде альфа-кетоглутарат (α-кетоглутарат) және CO2 түзіледі. Бұл екі қадамды процесс, оған изоцитраттың (екіншілік спирт) оксалосукцинатқа (кетонға) тотығуы және содан кейін кетонға қатысты бета-карбоксил тобының декарбоксилдеуі кіреді, бұл альфа-кетоглутаратты құрайды. Адамдарда IDH үш изоформада кездеседі: IDH3 митохондрияда NAD+-ды NADH-ға түрлендіре отырып, лимон қышқылы циклының үшінші қадамын катализдейді. IDH1 және IDH2 изоформалары лимон қышқылы циклының контексінен тыс жерде бірдей реакцияны катализдейді және NAD+ орнына NADP+ кофакторын пайдаланады. Олар цитозольге, сондай-ақ митохондрия мен пероксисомаға орналасады.

Құрылымы

[[Файл:Porcine Mitochondrial IDH бетінің жасыл қалтасы бар.jpg|thumb|right|300px|Шошқаның NADP+ тәуелді ферментінің бір белсенді орны (жасыл), глаобластомалар сияқты. Адамның R132H ICDH-ына ұқсас, Mtb ICDH 1 де α-гидроксиглутараттың түзілуін катализдейді.

Реттеу

Лимон қышқылы циклының IDH сатысы көбінесе (бірақ әрдайым емес) еркін энергияның үлкен теріс өзгеруіне байланысты қайтымсыз реакция болып табылады. Сондықтан изоцитраттың азаюын (соның салдарынан альфа-кетоглутараттың жинақталуын) болдырмау үшін оны қатаң реттеу қажет. Реакция субстраттың (изоцитрат, NAD+ немесе NADP+, Mg2+ / Mn2+) болуымен, NADH (немесе лимон қышқылы циклынан тыс NADPH) және альфа-кетоглутараттың өнімдік тежелуімен, сондай-ақ ATP-ның бәсекелестік кері байланыс тежелуімен ынталандырылады. Бактериялық геномдарда NADP+ тәуелді изоцитрат дегидрогеназаны (IDH) кодтайтын icd генінің алдындағы консервацияланған ncRNA табылды. Оның қасиеттеріне сәйкес, бұл ncRNA бұрынғы реттеуші мотивтерге, рибосвиттерге ұқсас, ал icd II ncRNA мотиві күшті рибосвит үміткері ретінде ұсынылған.

Қадамдар

Лимон қышқылы циклінде цитраттың изомеризациясынан түзілген изоцитрат, окису және декарбоксилдеу процестеріне ұшырайды. Изоцитрат дегидрогеназа (IDH) ферменті, аргинин, тирозин, аспарагин, серин, треонин және аспартик қышқылы сияқты айналасындағы аминқышқылдарды пайдаланып, изоцитратты өзінің белсенді ортасында ұстайды. Берілген суретте бірінші тіктөртбұрыш изоцитрат дегидрогеназаның жалпы реакциясын көрсетеді. Бұл ферменттік механизм үшін қажетті реагенттер – изоцитрат, NAD+/NADP+ және Mn2+ немесе Mg2+. Реакцияның өнімдері – альфа-кетоглутарат, көмірқышқыл газы және NADH + H+/NADPH + H+. Бұл реакция нәтижесінде альфа-кетоглутарат, NADH + H+/NADPH + H+ және CO2 пайда болады.