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

Propionylglyzin

Propionylglyzin
Englischer Begriff
propionylglycine
Definition
Das Glyzinkonjugat der Propionsäure tritt als Sekundärmetabolit bei Störungen des Katabolismus der verzweigtkettigen Aminosäuren Valin und Isoleucin auf.
Struktur
C5H9NO3; Strukturformel:
Molmasse
131,13 g.
Synthese – Verteilung – Abbau – Elimination
Der erste gemeinsame Metabolit im Katabolismus des Valin und Isoleucin, Propionyl-Coenzym A, wird nach einer biotinabhängigen Carboxylierung durch die mitochondriale Propionyl-CoA-Carboxylase (PCC) über Methylmalonyl-CoA und Succinyl-CoA in den Citratzyklus eingeschleust. Bei einem Defekt der Propionyl-CoA-Carboxylase kommt es zum Anstau von Propionyl-CoA. Dessen inhibitorische Wirkung auf das Glyzin-Cleavage-Enzym resultiert in einer Akkumulation von Glyzin. Propionyl-CoA bildet mit Glyzin das Konjugat Propionylglyzin.
Propionylglyzin wird effizient renal ausgeschieden.
Funktion – Pathophysiologie
Die Bildung von Propionylglyzin stellt einen Entgiftungs- und Eliminationsweg für sich anstauendes Propionyl-CoA dar.
Untersuchungsmaterial – Entnahmebedingungen
Urin.
Präanalytik
  • Durch Flüssig-Flüssig-Extraktion im sauren Medium mittels Ethylacetat oder Diethylether
  • Mittels Tandemmassenspektrometrie im Trockenblut als Propionyl-Carnitin (C3).
  • Mittels Gaschromatographie-Massenspektrometrie (GC-MS) als Mono- und Di-Trimethylsilylester
Als Mono-Trimethylsilylester:
  • Retentionsindex RI:1359
  • M+ (m/z): 203
  • Quant Ion (m/z): 188
  • Conf. Ion (m/z): 159
Als Di-Trimethylsilylester:
  • Retentionsindex RI:1428
  • M+ (m/z): 275
  • Quant Ion (m/z): 232
  • Conf. Ion (m/z): 260
Eine isolierte Erhöhung von C3-Carnitin wird allerdings auch bei der Methylmalonazidurie gefunden, und da Methylmalonyl-Carnitin (C4-DC) bei der Methylmalonazidurie nicht immer erhöht ist, muss eine Differenzierung der Diagnosen über die Bestimmung von Methylmalonsäure, 3-Hydroxypropionsäure und Methylzitronensäure im Urin erfolgen.
Internationale Einheit
mmol/mol Kreatinin (Urin).
Referenzbereich – Kinder
<2 mmol/mol Kreatinin.
Pathologischer Bereich: 100–1000 mmol/mol Kreatinin.
Indikation
Perakute Krankheitsverläufe im Neugeborenen- und Säuglingsalter, metabolische Ketoacidose, Hyperammoniämie.
Interpretation
Erhöhte Ausscheidungen von Propionylglyzin sind im Fall einer Propionacidämie neben 3-Hydroxypropionsäure, Methylcitrat und 3-Hydroxyvaleriansäure zu beobachten. Ebenso werden beim Vorliegen einer Methylmalonacidurie durch sekundäre Inhibition der Propionyl-CoA-Carboxylase alle Propionyl-CoA-Derivate, darunter Propionylglyzin, vermehrt ausgeschieden. Hier findet sich zusätzlich Methylmalonsäure als führender Metabolit.
Aufgrund der Biotinabhängigkeit der Propionyl-CoA-Carboxylase wird auch bei Defekten im Biotinstoffwechsel, wie dem Holocarboxylasesynthetase- oder dem Biotinidasemangel, moderat erhöhtes Propionylglyzin im Urin gemessen.
Diagnostische Wertigkeit
Eine erhöhte Propionylglyzinausscheidung im Urin tritt bei Defekten in der Verstoffwechselung von Propionyl-CoA auf. Allerdings sind andere pathologische Metabolite wie 3-Hydroxypropionsäure und Methylcitrat, die ebenfalls aus dem akkumulierten Propionyl-CoA entstehen, von größerer diagnostischer Wichtigkeit.
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