Isocitrato deidrogenasi

isocitrato deidrogenasi (NAD+)
Modello tridimensionale dell'enzima
Numero EC	1.1.1.41
Classe	Ossidoreduttasi
Nome sistematico
isocitrato:NAD+ ossidoreduttasi (fosforilante)
Altri nomi
acido isocitrico deidrogenasi; isocitrato deidrogenasi (NAD-dipendente); NAD isocitrato deidrogenasi; IDH; nicotinammide adenin dinucleotide isocitrato sintasi
Banche dati	BRENDA, EXPASY, GTD, PDB (RCSB PDB PDBe PDBj PDBsum)
Fonte: IUBMB

Il centro catalitico dell'enzima, con lo ione Mg²⁺ a stretto contatto con uno specifico amminoacido aspartato

L'isocitrato deidrogenasi (NAD⁺), detta anche IDH, è un enzima, appartenente alla classe delle ossidoreduttasi, che prende parte al ciclo di Krebs.

Effetto

Catalizza la seguente reazione:

isocitrato + NAD⁺ ⇄ α-chetoglutarato + CO₂ + NADH

L'enzima isocitrato deidrogenasi realizza la terza reazione del ciclo di Krebs (o ciclo dell'acido citrico) nella quale rilascia una molecola di CO2 in seguito all'ossidazione e alla decarbossilazione dell'acido isocitrico. Nella reazione vengono rimossi due idrogeni, il primo è uno ione idruro H- che, durante l'ossidazione, viene trasferito al NAD+. L'altro idrogeno viene rimosso come H+ durante la decarbossilazione.

Un'altra isoforma dell'enzima catalizza la stessa reazione, non nel ciclo di Krebs ma nel citosol e nei mitocondri, ed utilizza come cofattore il NADP+ al posto del NAD+.

L'energia libera di Gibbs correlata all'intera reazione è, in entrambi i casi, di -8.4 kJ/mol. IDH ha infatti una K_m relativa all'isocitrato molto bassa.

Struttura

La struttura dell'IDH umano non è ancora stata determinata. Si sa che la proteina è composta da 3 subunità, è allostericamente regolata, e richiede come substrato lo ione Mg²⁺ o il Mn²⁺. Una proteina omologa che abbia una struttura conosciuta è l'IDH NADP-dipendente di Escherichia coli, che ha solamente 2 subunità, un 13% di identità ed un 29% di somiglianza basata sulle sequenze di amminoacidi. Per tal motivo, si tratta solo di un lontano parente del IDH umano: la sua struttura tridimensionale non è attendibile per predire quella umana.

Regolazione

Lo step catalizzato dall'IDH, a motivo del suo grande $DeltaH<<0$, è una delle reazioni irreversibili nel ciclo di Krebs e per questo deve essere accuratamente regolata per evitare un'inutile dispersione di isocitrato (e un conseguente accumulo di α-chetoglutarato).

La reazione è stimolata semplicemente dall'abbondanza di substrato (isocitrato, NAD⁺, Mg²⁺ / Ca²⁺), dall'inibizione dei prodotti (da parte del NADH e α-chetoglutarato), e dall'inibizione della reazione inversa (dall'ATP).

Bibliografia

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Voci correlate

• Ciclo di Krebs

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Collegamenti esterni

• (EN) isocitrate dehydrogenase 1 / isocitrate dehydrogenase, su Enciclopedia Britannica, Encyclopædia Britannica, Inc.