2-Keto-3-Methylvaleriansäure

2-Oxo-3-Methylvaleriansäure; 2-Oxo-3-Methylvalerat; KMV

2-oxo-3-methylvaleric acid

Die verzweigtkettige 2-Oxosäure ist ein Intermediat im Stoffwechsel der Aminosäure Isoleucin.

C₆H₁₀O₃; Strukturformel:

130,14 g.

2-Keto-3-Methylvaleriansäure ist das Transaminierungsprodukt der verzweigtkettigen Aminosäure Isoleucin. Im zweiten Schritt des Katabolismus der Aminosäure Isoleucin, der über Acetyl-Co A, Propionyl-Co A und Succinyl-Co A in den Citratzyklus mündet, wird das Transaminierungsprodukt 2-Keto-3-Methylvaleriansäure durch den Multienzymkomplex Verzweigtkettige 2-Oxosäuren Dehydrogenase (BCKDH) zu 2-Methylbutyryl-Coenzym A umgesetzt.

Die BCKDH setzt sich aus 3 Untereinheiten zusammen: einer Decarboxylase (E1) mit Thiaminpyrophosphat als Koenzym, einer Dihydrolipoyl-Acyltransferase (E2) und einer Dihydrolipoamid-Dehydrogenase (E3).

2-Keto-3-Methylvaleriansäure verteilt sich in allen Körperflüssigkeiten. Sie wird renal ausgeschieden.

Ein Defekt einer der 3 Untereinheiten der BCKDH resultiert im Krankheitsbild der Ahornsirupkrankheit (MSUD). Labordiagnostisch wird ein Anstieg verzweigtkettiger 2-Oxo- und 2-Hydroxysäuren im Plasma, Urin und CSF detektiert.

Bei einem Defekt der BCKDH ist die Ratio der toxischen 2-Oxosäure zur korrespondierenden Aminosäure unter den verzweigtkettigen Aminosäuren (Leucin, Isoleucin, Valin) für die 2-Keto-3-Methylvaleriansäure relativ klein und begünstigt die Bildung der weniger toxischen Aminosäure.

Untersuchungen zur individuellen Toxizität der verschiedenen 2-Oxo- und 2-Hydroxysäuren liegen erst in Ansätzen vor. In-vitro-Studien deuten unter anderem auf eine Beeinflussung der Permeabilität der Blut-Hirn-Schranke hin, in deren Folge es zu einer Störung des Transports von zerebral bedeutenden Aminosäuren mit fatalen Folgen für die Biosynthese und die normale Funktion von Neurotransmittern sowie für das Hirnwachstum kommen kann.

Urin, in Ausnahmefällen Liquor oder Plasma.

Retentionsindex RI: 1620 (syn), 1624 (anti)

M+ (m/z): 397

Quant Ion (m/z): 181

Conf. Ion (m/z): 382

mmol/mol Kreatinin (Urin)

μmol/L (Plasma, Liquor)

<2 mmol/mol Kreatinin.

Pathologischer Bereich: 500–2500 mmol/mol Kreatinin.

Unerklärliche Enzephalopathie bis zum Koma, vor allem im Neugeborenen-, Säuglings- und Kleinkindesalter und/oder assoziiert mit interkurrenten Infekten. Differenzialdiagnostik primärer Laktatazidosen.

Erhöhte Konzentrationen der 2-Keto-3-Methylvaleriansäure sind obligat als pathologisch zu werten im Sinne einer Störung der BCKDH. Neben der 2-Keto-3-Methylvaleriansäure sind bei der Ahornsirupkrankheit (MSUD) die anderen verzweigtkettigen 2-Oxo- und 2-Hydroxysäuren pathologisch erhöht. Vermehrte Ausscheidung von 2-Keto-3-Methylvaleriansäure wird auch bei einem Dihydrolipoyl-Dehydrogenase-(E3-)Mangel beobachtet. Dabei sind zusätzlich der 2-Oxoglutarat-Dehydrogenase- und der Pyruvat-Dehydrogenase-Komplex defekt mit konsekutiver Akkumulation weiterer pathologischer Säuren (Laktat, Pyruvat, 2-Oxoglutarat).

Hoch für die Diagnostik einer Ahornsirupkrankheit (MSUD) bzw. eines Dihydrolipoyl-Dehydrogenase-(E3-)Mangels.