Lexikon der Medizinischen Laboratoriumsdiagnostik
Autoren
G. F. Hoffmann, C.-D. Langhans und A. Schulze

2-Methyl-3-Hydroxybuttersäure

2-Methyl-3-Hydroxybuttersäure
Synonym(e)
3-Hydroxy-2-Methylbuttersäure
Englischer Begriff
3-hydroxy-2-methylbutyric acid
Definition
Die verzweigtkettige Hydroxycarbonsäure entsteht als pathologischer Metabolit im Katabolismus der Aminosäure Isoleucin.
2-Methyl-3-Hydroxybuttersäure existiert aufgrund der 2 asymmetrisch substituierten C-Atome in 2 Enantiomerenpaaren. Alle 4 Stereoisomere können im Urin nachgewiesen werden, wobei das (2S,3S)-Isomer deutlich gegenüber den anderen überwiegt.
Struktur
C5H10O3; Strukturformel:
Molmasse
118,13 g.
Synthese – Verteilung – Abbau – Elimination
2-Methyl-3-Hydroxybuttersäure entsteht durch Wasseraddition an die Doppelbindung von Tiglinsäure im Stoffwechsel der verzweigtkettigen Aminosäure Isoleucin. Sie verteilt sich in allen Körperflüssigkeiten und wird renal effizient ausgeschieden.
Funktion – Pathophysiologie
Im Katabolismus der verzweigtkettigen Aminosäure Isoleucin, der letztlich über Propionyl-CoA und Succinyl-CoA in den Citratzyklus mündet, wird Tiglyl-Coenzym A mittels einer Hydratase zu 2-Methyl-3-Hydroxybutyryl-Coenzym A umgesetzt. Durch die Wirkung der 2-Methyl-3-Hydroxybutyryl-CoA-Dehydrogenase entsteht 2-Methyl-3-Oxobutyryl-Coenzym A (2-Methylacetoacetyl-CoA). Eine 3-Oxothiolase (Acetoacetyl-CoA-Lyase) spaltet letzteres zu Propionyl-Coenzym A und Acetyl-Coenzym A. Defekte der Dehydrogenase oder der mitochondrialen Acetoacetyl-CoA-Lyase resultieren in einer Anreicherung von 2-Methyl-3-Hydroxybuttersäure.
Untersuchungsmaterial – Entnahmebedingungen
Präanalytik
  • Durch Flüssig-Flüssig-Extraktion im sauren Medium mittels Ethylacetat oder Diethylether
  • Mittels Gaschromatographie-Massenspektrometrie (GC-MS) als Trimethylsilylester-Trimethylsilylether
Retentionsindex RI: 1202, 1207
M+ (m/z): 262
Quant Ion (m/z): 117
Conf. Ion (m/z): 147
Internationale Einheit
Referenzbereich – Kinder
Normalbereich:
Pathologischer Bereich:
  • 20–4400 mmol/mol Kreatinin (Methylacetoacetyl-CoA-Thiolase-Mangel)
  • 160–170 mmol/mol Kreatinin (2-Methyl-3-Hydroxybutyryl-CoA-Dehydrogenase-Mangel)
Indikation
Metabolische Ketoacidose, progrediente psychomotorische Retardierung.
Interpretation
Vermehrtes Auftreten von 2-Methyl-3-Hydroxybuttersäure im Urin zusammen mit Tiglylglyzin ist charakteristisch für einen MAT-(Methylacetoacetyl-CoA-Thiolase-)Mangel oder einen 2-Methyl-3-Hydroxy-Butyryl-CoA-Dehydrogenase-Mangel. Nur bei ersterem Defekt entsteht zusätzlich 3-Methylacetoacetat, und die Patienten neigen zu ketoacidotischen Entgleisungen.
Bei einer Propionazidämie oder Methylmalonazidämie wird 2-Methyl-3-Hydroxybuttersäure nur in geringen Mengen neben Methylcitrat und Propionylglyzin bzw. Methylmalonsäure beobachtet.
Diagnostische Wertigkeit
Erhöhte Urinausscheidungen von 2-Methyl-3-Hydroxybuttersäure sind ein sicherer Hinweis auf einen Defekt im Isoleucinstoffwechsel. Die weitere Differenzierung erfordert Kenntnisse über die o.g. weiteren Metabolite bzw. die enzymatische oder molekularbiologische Bestätigungsdiagnostik.
Literatur
Blau N, Duran M, Gibson KM, Dionisi-Vici C (Hrsg) (2014) Physician’s guide to the diagnosis, treatment, and follow-up of inherited metabolic diseases. Springer, Berlin/Heidelberg