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

3-Methylcrotonylglycin

3-Methylcrotonylglycin
Englischer Begriff
3-methylcrotonylglycine
Definition
Das Glycinkonjugat der 3-Methylcrotonsäure wird als pathologischer Metabolit bei Störungen im Stoffwechsel der Aminosäure Leucin gebildet.
Struktur
C7H11NO3; Strukturformel:
Molmasse
157,17 g.
Synthese – Verteilung – Abbau – Elimination
Im Abbauweg der verzweigtkettigen Aminosäure Leucin entsteht nach Transaminierung und oxidativer Decarboxylierung durch die Isovaleryl-CoA-Dehydrogenase 3-Methylcrotonyl-CoA. Dieses wird in einem nächsten Schritt durch die biotinabhängige 3-Methylcrotonyl-CoA-Carboxylase zu 3-Methylglutaconyl-CoA umgesetzt.
Bei einem Defekt der 3-Methylcrotonyl-CoA-Carboxylase kommt es zu einer Akkumulation von 3-Methylcrotonyl-CoA. Dieses bildet als Sekundärmetabolite unter anderem 3-Methylcrotonylglycin. Auch bei Defekten der beiden darauffolgenden Enzyme staut sich in geringem Maße 3-Methylcrotonyl-CoA an, das zu 3-Methylcrotonylglycin umgesetzt wird.
3-Methylcrotonylglycin wird effizient renal ausgeschieden.
Funktion – Pathophysiologie
Die Bildung von 3-Methylcrotonylglycin stellt einen wichtigen Entgiftungs- und Eliminationsweg für sich anstauendes 3-Methylcrotonyl-CoA dar.
Untersuchungsmaterial – Entnahmebedingungen
Präanalytik
  • Durch Flüssig-Flüssig-Extraktion im sauren Medium mittels Ethylacetat oder Diethylether
  • Mittels Gaschromatographie-Massenspektrometrie (GC-MS) als Mono-Trimethylsilylester bzw.
Di-Trimethylsilylester
Als Mono-Trimethylsilylester:
  • Retentionsindex RI: 1564
  • M+ (m/z): 229
  • Quant Ion (m/z): 139
  • Conf. Ion (m/z): 229
Als Di-Trimethylsilylester:
  • Retentionsindex RI: 1578
  • M+ (m/z): 301
  • Quant Ion (m/z): 286
  • Conf. Ion (m/z): 211
Internationale Einheit
Referenzbereich – Kinder
Pathologischer Bereich:
  • 400–1000 mmol/mol Kreatinin (3-Methylcrotonylglycinurie)
  • 2–450 mmol/mol Kreatinin (HMG-CoA-Lyasemangel)
  • 30–260 mmol/mol Kreatinin (multipler Carboxylasemangel)
  • 5–50 mmol/mol Kreatinin (Biotinidasemangel)
Indikation
Unerklärte Ketoacidosen, vor allem im Säuglings- und Kleinkindesalter, Hypoglykämie oder Hyperammonämie, Gedeihstörung, progrediente psychomotorische Retardierung.
Interpretation
Massiv erhöhte 3-Methylcrotonylglycin-Ausscheidungen werden bei der 3-Methylcrotonylglycinurie (3-MCG) neben 3-Hydroxyisovaleriansäure beobachtet. Dieser Stoffwechseldefekt im Leucinmetabolismus beruht auf einem 3-Methylcrotonyl-CoA-Carboxylasemangel, einem biotinabhängigen Enzym.
Primäre Defekte im Biotinstoffwechsel führen ebenfalls zu erhöhten 3-Methylcrotonylglycin-Ausscheidungen. Dieses sind der Biotinidasemangel und der Holocarboxylase-Synthetasemangel. Bei ersterem ist die Freisetzung von Biotin aus Biocytin, das durch die Biotinidase katalysiert ist, gestört. Im zweiten Fall ist die Bildung der Holocarboxylasen aus den inaktiven Apocarboxylasen gestört.
Bei der 3-Hydroxy-3-Methylglutarazidurie infolge eines Defekts der 3-Hydroxy-3-Methylglutaryl-CoA-Lyase werden neben geringen Mengen 3-Methylcrotonylglycin 3-Hydroxyisovaleriansäure, 3-Methylglutaconsäure und 3-Methylglutarsäure und besonders die 3-Hydroxy-3-Methylglutarsäure vermehrt gebildet.
Diagnostische Wertigkeit
Erhöhte Konzentrationen von 3-Methylcrotonylglycin sind obligat als pathologisch zu werten als Ausdruck einer Störung im Leucin- bzw. Biotinstoffwechsel.
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