Lihat sumber bagi Isositrat dehidrogenase

{{infobox enzyme
| Name       = Isositrat dehidrogenase
| EC_number  = 1.1.1.42
| CAS_number = 9028-48-2
| GO_code    = 0004450
| image      = Isocitrate dehydrogenase of Escherichia coli Complex.jpg
| width      =
| caption    = Struktur hablur isositrat dehidrogenase ''[[Escherichia coli|E. coli]]''<ref name="pmid10623532">{{PDB|1CW7}}; {{cite journal | vauthors = Cherbavaz DB, Lee ME, Stroud RM, Koshland DE | title = Active site water molecules revealed in the 2.1 A resolution structure of a site-directed mutant of isocitrate dehydrogenase | journal = Journal of Molecular Biology | volume = 295 | issue = 3 | pages = 377–385 | date = January 2000 | pmid = 10623532 | doi = 10.1006/jmbi.1999.3195 }}</ref> Ada tiga tapak aktif, yakni tiga isositrat, dengan satu daripadanya di tapak aktif NADP<sup>+</sup>. 
}}
{{infobox enzyme
| Name       = Isositrat dehidrogenase (NAD<sup>+</sup>)
| EC_number  = 1.1.1.41
| CAS_number = 9001-58-5
| GO_code    = 0004449
| image      =
| width      = 
| caption    =  
}}
{{Infobox protein family
| Symbol = IDH
| Name = Isositrat dehidrogenase monomer
| image = PDB 1itw EBI.jpg
| width = 
| caption = Monomer isositrat dehidrogenase monomer dengan kompleks dengan isositrat dan Mn<sup>2+</sup>
| Pfam = PF03971
| Pfam_clan = CL0270 
| InterPro = IPR004436
| SMART = 
| PROSITE = 
| MEROPS = 
| SCOP = 1ofg
| TCDB = 
| OPM family = 
| OPM protein = 
| CAZy = 
| CDD = 
}}

'''Isositrat dehidrogenase''' ('''IDH''') ({{Nombor EC|1.1.1.42}}) dan ({{Nombor EC|1.1.1.41}}) ialah [[enzim]] yang memangkinkan dekarboksilasi oksidatif [[Asid isositrik|isositrat]], menghasilkan [[Asid alfa-ketoglutarik|alfa-ketoglutarat]] (α-ketoglutarat) dan [[Karbon dioksida|CO<sub>2</sub>]]. Ini adalah proses dua langkah, yang melibatkan pengoksidaan [[Asid isositrik|isositrat]] ([[alkohol]] sekunder) kepada [[Asid oksalosuksinik|oksalosuksinat]] ([[keton]]), diikuti dengan penyahkarboksilan kumpulan karboksil beta kepada keton, membentuk alfa-ketoglutarat. Pada manusia, IDH wujud dalam tiga isobentuk: IDH3 memangkinkan langkah ketiga [[Kitaran Krebs|kitaran asid sitrik]] sambil menukar [[Nikotinamida adenina dinukleotida|NAD<sup>+</sup>]] kepada [[Nikotinamida adenina dinukleotida|NADH]] dalam [[Mitokondrion|mitokondria]]. Isoform [[IDH1]] dan [[IDH2]] memangkinkan tindak balas yang sama di luar konteks kitaran asid sitrik, dan menggunakan [[Nikotinamida adenina dinukleotida fosfat|NADP<sup>+</sup>]] sebagai kofaktor berbanding NAD<sup>+</sup>. Ia terletak di [[sitosol]] serta [[Mitokondrion|mitokondria]] dan [[peroksisom]].<ref name="pmid10557241">{{Cite journal|date=November 1999|title=Peroxisomal NADP-Dependent Isocitrate Dehydrogenase. Characterization and Activity Regulation during Natural Senescence|journal=Plant Physiology|volume=121|issue=3|pages=921–928|doi=10.1104/pp.121.3.921|pmc=59455|pmid=10557241}}</ref>

== Struktur ==
[[Fail:Porcine_Mitochondrial_IDH_surface_with_greenpocket.jpg|kiri|thumb|300x300px| Satu tapak aktif pada enzim bergantungan NADP<sup>+</sup> (hijau) khinzir.<ref name="hl67774">{{PDB|1LWD}}; {{Cite journal|date=November 2002|title=Crystal structure of porcine mitochondrial NADP+-dependent isocitrate dehydrogenase complexed with Mn2+ and isocitrate. Insights into the enzyme mechanism|journal=The Journal of Biological Chemistry|volume=277|issue=45|pages=43454–43462|doi=10.1074/jbc.M207306200|pmid=12207025|doi-access=free}}</ref> Enzim khinzir ialah homodimer, dan mempunyai tapak aktif lain di sisi lain.]]
NAD-IDH terdiri daripada 3 subunit yang dikawal secara alosterik, dan memerlukan ion Mg<sup>2+</sup> atau Mn<sup>2+</sup> bersepadu. Homolog terdekat yang mempunyai struktur yang diketahui ialah IDH bergantung kepada ''[[Escherichia coli|E. coli]]'' NADP yang hanya mempunyai 2 subunit dan 13% identiti dan 29% persamaan berdasarkan jujukan asid amino, menjadikannya berbeza dengan IDH manusia, dan tidak sesuai buat perbandingan rapat. Semua NADP-IDH yang diketahui ialah homodimer.

Kebanyakan isositrat dehidrogenase ialah dimer, dan secara khususnya homodimer (dua subunit monomer yang sama membentuk satu unit dimer). Dalam membandingkan ''[[Corynebacterium|C. glutamicum]]'' dan ''[[Escherichia coli|E. coli]]'',<ref name="MonomericIDH-Cg">{{Cite journal|date=November 2000|title=A highly specific monomeric isocitrate dehydrogenase from Corynebacterium glutamicum|journal=Archives of Biochemistry and Biophysics|volume=383|issue=2|pages=238–245|doi=10.1006/abbi.2000.2082|pmid=11185559}}</ref> monomer dan dimer, masing-masing, kedua-dua enzim didapati "memangkinkan tindak balas yang serupa dengan cekap." Walau bagaimanapun, ''C. glutamicum'' direkodkan mempunyai 10 kali lebih banyak aktiviti daripada ''E. coli'', dan tujuh kali lebih kekhususan terhadap NADP. ''C. glutamicum'' mengutamakan NADP<sup>+</sup> berbanding NAD<sup>+</sup>. Dari segi kestabilan dengan tindak balas terhadap suhu, kedua-dua enzim mempunyai Tm atau suhu lebur yang sama pada kira-kira 55&nbsp;°C hingga 60&nbsp;°C. Walau bagaimanapun, monomer ''C. glutamicum'' menunjukkan kestabilan yang lebih konsisten dalam suhu yang lebih tinggi, satu hal yang dijangkakan. Dimer ''E. coli'' menunjukkan kestabilan pada suhu yang lebih tinggi daripada biasa disebabkan oleh interaksi antara dua subunit monomer.

Struktur ICDH-1 ''[[Mycobacterium tuberculosis]]'' (Mtb) yang terikat dengan NADPH dan Mn(2+) telah diselesaikan dengan kristalografi sinar-X. Ia merupakan homodimer, di mana setiap subunit mempunyai lipatan Rossmann, dan domain atas biasa bagi helaian β yang saling mengunci. ICDH-1 Mtb secara strukturnya hampir sama dengan ICDH manusia mutan R132H yang ditemui dalam [[astrositoma]] [[Penggredan tumor sistem saraf pusat|gred 4 CNS WHO]], yang dahulunya [[Klasifikasi WHO bagi tumor sistem saraf pusat|dikelaskan]]<ref name="Louis_2021">{{Cite journal|displayauthors=6|date=August 2021|title=The 2021 WHO Classification of Tumors of the Central Nervous System: a summary|journal=Neuro-Oncology|volume=23|issue=8|pages=1231–1251|doi=10.1093/neuonc/noab106|pmc=8328013|pmid=34185076}}</ref> sebagai [[glioblastoma]]. Sama seperti R132H ICDH manusia, ICDH-1 Mtb juga memangkinkan pembentukan α-hidroksiglutarat.<ref name="pmid23409873">{{Cite journal|date=March 2013|title=Structural, kinetic and chemical mechanism of isocitrate dehydrogenase-1 from Mycobacterium tuberculosis|journal=Biochemistry|volume=52|issue=10|pages=1765–1775|doi=10.1021/bi400037w|pmc=3706558|pmid=23409873}}</ref>

== Kawal atur ==
Langkah IDH kitaran asid sitrik selalunya (tetapi tidak selalu) tindak balas yang tidak dapat dipulihkan oleh kerana perubahan negatif besar dalam tenaga bebas. Oleh itu, ia mesti dikawal dengan teliti untuk mengelakkan kekurangan isositrat (dan oleh itu, pengumpulan alfa-ketoglutarat). Tindak balas dirangsang oleh mekanisme ketersediaan substrat ringkas (isositrat, [[Nikotinamida adenina dinukleotida|NAD]]<sup>+</sup> atau [[Nikotinamida adenina dinukleotida fosfat|NADP]]<sup>+</sup>, Mg<sup>2+</sup> / Mn<sup>2+</sup>), perencatan produk oleh [[Nikotinamida adenina dinukleotida|NADH]] (atau [[Nikotinamida adenina dinukleotida fosfat|NADPH]] di luar kitaran asid sitrik) dan alfa-ketoglutarat, dan maklum balas perencatan berpersaingan oleh [[Adenosina trifosfat|ATP]].<ref>{{Cite journal|date=2000|title=Role of a peroxisomal NADP-specific isocitrate dehydrogenase in the metabolism of the riboflavin overproducer Ashbya gossypii|journal=Journal of Molecular Catalysis B: Enzymatic|volume=10|issue=1–3|pages=335–343|doi=10.1016/S1381-1177(00)00135-1}}</ref> ncRNA yang dipelihara di hulu gen ''icd'' yang mengodkan IDH bergantungan NADP<sup>+</sup> telah dilaporkan dalam genom bakteria kerana ciri-cirinya ncRNA ini menyerupai motif kawal atur sebelumnya yang dipanggil [[Riboswitch|ribosuis]], dan [[Motif ncRNA Icd-II|motif ncRNA icd-II]] telah dicadangkan sebagai calon ribosuis kuat.<ref>{{Cite journal|displayauthors=6|date=December 2021|title=Comprehensive discovery of novel structured noncoding RNAs in 26 bacterial genomes|journal=RNA Biology|volume=18|issue=12|pages=2417–2432|doi=10.1080/15476286.2021.1917891|pmc=8632094|pmid=33970790}}</ref>

== Mekanisme pemangkinan ==
Isositrat dehidrogenase memangkinkan [[tindak balas kimia]] berikut:

: Isositrat + NAD<sup>+</sup><math>\rightleftharpoons</math> 2-oksoglutarat + CO<sub>2</sub> + NADH + H<sup>+</sup>
: Isositrat + NADP<sup>+</sup><math>\rightleftharpoons</math> 2-oksoglutarat + CO<sub>2</sub> + NADPH + H<sup>+</sup><ref name="OCBP">{{Cite book|title=The Organic Chemistry of Biological Pathways|vauthors=Begley TP, McMurry J|publisher=Roberts and Co. Publishers|year=2005|isbn=0-9747077-1-6|pages=189–190}}</ref><ref name="LBP">{{Cite book|url=https://archive.org/details/lehningerprincip00lehn_0/page/609|title=Lehninger Principles of Biochemistry|vauthors=Cox M, Nelson DR, Lehninger AL|publisher=W.H. Freeman|year=2005|isbn=0-7167-4339-6|location=San Francisco|pages=[https://archive.org/details/lehningerprincip00lehn_0/page/609 609–611]|url-access=registration}}</ref><ref name="pmid12855708">{{Cite journal|date=September 2003|title=Crystal structure of the monomeric isocitrate dehydrogenase in the presence of NADP+: insight into the cofactor recognition, catalysis, and evolution|journal=The Journal of Biological Chemistry|volume=278|issue=38|pages=36897–36904|doi=10.1074/jbc.M304091200|pmid=12855708|doi-access=free}}</ref>

Tenaga bebas keseluruhan untuk tindak balas ini ialah -8.4 kJ/mol.<ref>{{Cite book|title=Biochemistry|vauthors=Garrett R, Grisham CM|publisher=Cengage Learning|year=2012|isbn=978-1133106296|pages=621}}</ref>
[[Fail:IDHcatalyticmechanism-en.svg|kiri|thumb|368x368px| Mekanisme pemangkinan pecahan isositrat kepada oksalosuksinat, dan seterusnya produk akhir, alfa-ketoglutarat. Perantaraan oksalosuksinat ialah hipotesis; ia tidak pernah diperhatikan dalam versi penyahkarboksilan enzim.<ref>{{Cite journal|date=March 2008|title=Nondecarboxylating and decarboxylating isocitrate dehydrogenases: oxalosuccinate reductase as an ancestral form of isocitrate dehydrogenase|journal=Journal of Bacteriology|volume=190|issue=6|pages=2050–2055|doi=10.1128/JB.01799-07|pmc=2258884|pmid=18203822}}</ref>]]

=== Langkah-langkah ===
Dalam [[Kitaran Krebs|kitaran asid sitrik]], [[Asid isositrik|isositrat]] yang dihasilkan daripada pengisomeran sitrat mengalami [[Tindak balas redoks|pengoksidaan]] dan [[penyahkarboksilan]]. Enzim isositrat dehidrogenase (IDH) memegang isositrat dalam [[Tapak aktif|tapak aktifnya]] dengan [[asid amino]] di sekelilingnya, termasuk [[arginina]], [[tirosina]], [[asparagina]], [[serina]], [[treonina]] dan [[asid aspartik]].

Dalam rajah yang disediakan, kotak pertama menunjukkan tindak balas dehidrogenase isositrat keseluruhan. Bahan tindak balas yang diperlukan untuk mekanisme enzim ini ialah isositrat, [[Nikotinamida adenina dinukleotida|NAD<sup>+</sup>]] / [[Nikotinamida adenina dinukleotida fosfat|NADP<sup>+</sup>]], dan Mn<sup>2+</sup> atau Mg<sup>2+</sup>. Hasil tindak balas ialah [[Asid alfa-ketoglutarik|alfa-ketoglutarat]], [[karbon dioksida]], dan [[Nikotinamida adenina dinukleotida|NADH]] + H<sup>+</sup> / [[Nikotinamida adenina dinukleotida fosfat|NADPH]] + H<sup>+</sup>.<ref name="LBP"/> Molekul air membantu menyahprotonkan atom oksigen isositrat.

Kotak kedua dalam rajah menggambarkan langkah 1 tindak balas, iaitu pengoksidaan [[alfa-karbon]] (C2 di sini, juga dipanggil alfa-C).<ref name="OCBP"/><ref name="LBP"/> Dalam proses ini,<ref name="OCBP" /> kumpulan [[alkohol]] alfa-karbon dinyahproton, dan pasangan elektron tunggal yang terhasil membentuk kumpulan [[keton]] pada karbon tersebut. NAD<sup>+</sup>/NADP<sup>+</sup> bertindak sebagai [[Kofaktor (biokimia)|kofaktor]] penerima elektron dan mengumpul [[hidrida]] yang terhasil daripada C2. Pengoksidaan karbon alfa memperkenalkan susunan molekul di mana elektron (dalam langkah seterusnya) akan mengalir dari kumpulan [[Asid karboksilik|karboksil]] berdekatan, dan menolak elektron oksigen terikat berganda naik ke atas atom oksigen itu sendiri yang menarik proton daripada [[lisina]] berdekatan.

Kotak ketiga menggambarkan langkah 2, iaitu penyahkarboksilan [[Asid oksalosuksinik|oksalosuksinat]]. Dalam langkah ini,<ref name="OCBP"/><ref name="LBP"/> oksigen kumpulan karboksil dinyahproton oleh [[tirosina]] berdekatan, dan elektron tersebut mengalir ke C2. Karbon dioksida, kumpulan keluar, terlepas daripada karbon beta isositrat (C3), dan elektron mengalir ke oksigen keton yang melekat di karbon alfa, memberikan cas negatif kepada atom oksigen yang berkaitan lalu membentuk ikatan berganda tak tepu alfa-beta antara karbon 2 dan 3.

Kotak keempat dan terakhir menggambarkan langkah 3, iaitu penepuan ikatan berganda tak tepu alfa-beta yang terbentuk dalam langkah sebelumnya. Oksigen bercas negatif (yang melekat pada alfa-karbon) menderma elektronnya, mengubah ikatan berganda keton dan menolak pasangan tunggal lain (yang membentuk ikatan ganda dua antara karbon alfa dan beta) "keluar" molekul. Pasangan tunggal ini pula mengambil proton daripada tirosina berhampiran.<ref name="nfr154197/32">{{Cite journal|date=September 2007|title=Structural and functional properties of isocitrate dehydrogenase from the psychrophilic bacterium Desulfotalea psychrophila reveal a cold-active enzyme with an unusual high thermal stability|journal=Journal of Molecular Biology|volume=372|issue=1|pages=130–149|doi=10.1016/j.jmb.2007.06.040|pmid=17632124}}</ref> Tindak balas ini menghasilkan pembentukan alfa-ketoglutarat, NADH + H<sup>+</sup>/NADPH + H<sup>+</sup>, dan CO<sub>2</sub>.

=== Mekanisme terperinci ===
Dua sisa asid amino [[Asid aspartik|aspartat]] (di bawah kiri) berinteraksi dengan dua molekul air bersebelahan (w6 dan w8) dalam kompleks IDH babi isositrat Mn<sup>2+</sup> untuk menyahproton alkohol daripada atom alfa-karbon. Pengoksidaan alfa-C juga berlaku dalam gambar ini, di mana NAD<sup>+</sup> menerima hidrida yang menghasilkan oksalosuksinat. Bersama dengan perubahan [[stereokimia]] [[Ikatan Sp3|sp<sup>3</sup>]] kepada [[Ikatan Sp²|sp<sup>2</sup>]] di sekeliling alfa-C, terdapat kumpulan keton yang terbentuk daripada kumpulan alkohol. Pembentukan ikatan berganda keton ini membolehkan resonans berlaku apabila elektron yang turun dari kumpulan karboksilat yang meninggalkan bergerak ke arah keton.

Penyahkarboksilan oksalosuksinat (di bawah tengah) ialah langkah utama dalam pembentukan alfa-ketoglutarat. Dalam tindak balas ini, pasangan tunggal di hidroksil tiroksina bersebelahan mengabstrak proton daripada kumpulan karboksil.<ref name="nfr154197/32"/> Kumpulan karboksil ini juga dirujuk sebagai subunit beta dalam molekul isositrat. Penyahprotonan kumpulan karboksil menyebabkan pasangan elektron tunggal bergerak ke bawah menjadikan karbon dioksida, dan berpisah daripada oksalosuksinat. Elektron terus bergerak ke arah karbon alfa lalu menolak elektron ikatan berganda (membuat keton) sehingga mengabstrak proton daripada sisa lisina bersebelahan. Ikatan berganda tak tepu alfa-beta terhasil antara karbon 2 dan 3. Seperti dalam gambar, ion hijau mewakili sama ada Mg<sup>2+</sup> atau Mn<sup>2+</sup>, kofaktor yang diperlukan dalam tindak balas ini. Ion logam membentuk satu kompleks kecil melalui interaksi ionik dengan atom oksigen pada karbon keempat dan kelima (juga dikenali sebagai subunit gama isositrat).

Selepas karbon dioksida berpecah daripada oksalosuksinat dalam langkah penyahkarboksilan (di bawah kanan), [[enol]] akan mentautomer menjadi bentuk keto. Pembentukan ikatan berganda keton dimulakan dengan penyahprotonan oksigen daripada karbon alfa (C#2) oleh lisina yang sama yang memprotonkan oksigen pada awalnya.<ref name="nfr154197/32"/> Pasangan elektron tunggal bergerak ke bawah, menendang pasangan tunggal yang membuat ikatan ganda dua. Pasangan elektron tunggal ini mengabstrakkan proton daripada tirosina yang menyahprotonkan kumpulan karboksil dalam langkah penyahkarboksilan. Sebab kita boleh berkata bahawa sisa Lys dan Tyr adalah yang sama daripada langkah sebelumnya adalah kerana ia membantu dalam menahan molekul isositrat dalam tapak aktif enzim. Kedua-dua residu ini akan dapat membentuk ikatan hidrogen bolak-balik selagi ia cukup dekat dengan substrat.<ref name="MonomericIDH-Cg"/>
{|
|[[Fail:IsocitratedehydrogenaseloseH.gif|thumb|300x300px| Langkah oksidoreduktase di mana NAD<sup>+</sup> digunakan untuk menerima hidrida.<ref name="nfr154197/32"/>]]
|[[Fail:IsocitratedehydrogenaseloseCO2.gif|thumb|300x300px| Penyahkarboksilan oksalosuksinat<ref name="nfr154197/32" />]]
|[[Fail:Isocitratedehydrogenaselosedb.gif|thumb|300x300px| Penepuan ikatan berganda tak tepu alfa-beta<ref name="nfr154197/32" />]]
|}
Enzim dehidrogenase isositrat seperti yang dinyatakan di atas menghasilkan alfa-ketoglutarat, karbon dioksida, dan NADH + H<sup>+</sup> /NADPH + H<sup>+</sup>. Terdapat tiga perubahan yang berlaku sepanjang tindak balas. Pengoksidaan karbon 2, penyahkarboksilan (kehilangan karbon dioksida) daripada karbon 3, dan pembentukan kumpulan keton dengan perubahan stereokimia daripada sp<sup>3</sup> kepada sp<sup>2</sup>.<ref name="nfr154197/32"/>
{|
|[[Fail:Porcine_Mitochondrial_IDH_surface_pocket_view.jpg|kiri|thumb|223x223px| Isositrat dehidrogenase bergantungan NADP<sup>+</sup> khinzir sebagai kompleks dengan Mn<sup>2+</sup> dan isositrat. Pandangan permukaan poket tapak aktif di mana isositrat dibatasi oleh asid amino berkutub.<ref name="hl67774"/>]]
|[[Fail:Porcine_Mitochondrial_IDH_1lwd.jpg|kanan|thumb|350x350px| Isositrat dehidrogenase bergantungan NADP<sup>+</sup> khinzir sebagai kompleks dengan Mn<sup>2+</sup> dan isositrat.<ref name="hl67774" />]]
|[[Fail:Porcine_Mitochondrial_IDH_ball_view.jpg|kiri|thumb|311x311px| Kompleks enzim khinzir; isositrat tapak aktif dan asid amino bersebelahan<ref name="hl67774" />]]
|}

=== Tapak aktif ===
[[Fail:Porcine_Mitochondrial_IDH_R_stabilization.jpg|thumb|300x300px| Kompleks IDH khinzir dengan Arg AA menstabilkan isositrat di tapak aktif. Sisa Arg110, Arg133, dan Arg101 ialah tiga asid amino penstabil utama. Ia membantu untuk memegang isositrat dalam tapak aktif dan dalam orientasi yang betul buat isositrat dehidrogenase.<ref name="hl67774"/>]]
Struktur enzim isositrat dehidrogenase (IDH) dalam ''Escherichia coli'' ialah struktur ortolog IDH pertama yang dijelaskan dan difahami.<ref name="nfr154197/32"/> Sejak itu, struktur ''Escherichia coli'' IDH telah digunakan oleh kebanyakan penyelidik untuk membuat perbandingan dengan enzim isositrat dehidrogenase yang lain. Terdapat banyak pengetahuan terperinci tentang enzim bakteria ini, dan didapati bahawa kebanyakan dehidrogenase isositrat adalah serupa dalam struktur, dan oleh itu, juga dalam fungsi. Persamaan struktur dan fungsi ini memberikan alasan untuk mempercayai bahawa struktur itu dipelihara serta asid amino.<ref name="pmid12855708"/> Oleh itu, tapak aktif dalam kalangan kebanyakan enzim dehidrogenase isositrat prokariot harus dipelihara juga, yang diperhatikan sepanjang banyak kajian yang dilakukan ke atas enzim prokariot. Enzim dehidrogenase isositrat eukariotik sebaliknya masih belum ditemui sepenuhnya. Setiap dimer IDH mempunyai dua tapak aktif.<ref name="nfr154197/32" /> Setiap tapak aktif mengikat molekul NAD<sup>+</sup>/NADP<sup>+</sup> dan ion logam dwivalen (Mg<sup>2+</sup>, Mn<sup>2+</sup>). Secara amnya, setiap tapak aktif mempunyai urutan asid amino terpelihara untuk setiap tapak pengikatan tertentu. Dalam ''Desulfotalea psychrophila'' (IDH ''Dp'')<ref name="nfr154197/32" /> dan babi (IDH ''Pc''),<ref name="hl67774"/> terdapat tiga substrat yang terikat pada tapak aktif.

# Isositrat mengikat di dalam tapak aktif terhadap jujukan terpelihara kira-kira lapan asid amino melalui ikatan hidrogen. Asid ini termasuk (mungkin berbeza dalam sisa tetapi dengan sifat yang serupa) tirosina, serina, asparagina, arginina, arginina, arginina, tirosina dan lisina. Kedudukan mereka di tulang belakang berbeza-beza tetapi mereka semua berada dalam jarak dekat (iaitu Arg131 DpIDH dan Arg133 PcIDH, Tyr138 DpIDH dan Tyr140 PcIDH).<ref name="nfr154197/32"/>
# Ion logam (Mg<sup>2+</sup>, Mn<sup>2+</sup>) mengikat terhadap tiga asid amino terpelihara melalui ikatan hidrogen. Asid amino ini termasuk tiga sisa aspartat.<ref name="nfr154197/32" />
# NAD<sup>+</sup> dan NADP<sup>+</sup> mengikat dalam tapak aktif dalam empat kawasan dengan sifat yang sama antara enzim IDH. Wilayah ini berbeza-beza tetapi adalah sekitar [250–260], [280–290], [300–330] dan [365–380]. Sekali lagi, kawasan berbeza-beza tetapi kedekatan kawasannya dipelihara.<ref name="nfr154197/32" />

== Kepentingan klinikal ==
[[Fail:IDH1_GBM_20x.jpg|thumb| Ekspresi protein IDH1 bermutasi dalam kes [[Astrositoma|astrocytoma]] [[Penggredan tumor sistem saraf pusat|gred 4 CNS WHO]]. Imunohistokimia dengan antibodi monoklon tikus yang menyasarkan mutasi IDH1 R132H.<ref>{{Cite journal|date=November 2009|title=Monoclonal antibody specific for IDH1 R132H mutation|journal=Acta Neuropathologica|volume=118|issue=5|pages=599–601|doi=10.1007/s00401-009-0595-z|pmid=19798509}}</ref>]]
Mutasi khusus dalam gen isositrat dehidrogenase IDH1 telah ditemui dalam beberapa jenis tumor,<ref>{{Cite journal|displayauthors=6|date=February 2022|title=Clinical development of IDH1 inhibitors for cancer therapy|journal=Cancer Treatment Reviews|volume=103|pages=102334|doi=10.1016/j.ctrv.2021.102334|pmid=34974243}}</ref> terutamanya tumor otak termasuk [[astrositoma]] dan [[oligodendroglioma]].<ref name="Louis_2021"/> Pesakit dengan tumornya mempunyai mutasi IDH1 mempunyai kelangsungan hidup yang lebih lama berbanding pesakit yang tumornya mempunyai IDH1 [[jenis liar]].<ref name="pmid=210888442">{{Cite journal|displayauthors=6|date=December 2010|title=Patients with IDH1 wild type anaplastic astrocytomas exhibit worse prognosis than IDH1-mutated glioblastomas, and IDH1 mutation status accounts for the unfavorable prognostic effect of higher age: implications for classification of gliomas|url=https://www.zora.uzh.ch/id/eprint/43783/7/IDH1_classification_of_A_III_and_GBM_final_-_re-revised__4_.pdf|journal=Acta Neuropathologica|volume=120|issue=6|pages=707–718|doi=10.1007/s00401-010-0781-z|pmid=21088844}}</ref><ref>{{Cite journal|displayauthors=6|date=September 2014|title=The combination of IDH1 mutations and MGMT methylation status predicts survival in glioblastoma better than either IDH1 or MGMT alone|journal=Neuro-Oncology|volume=16|issue=9|pages=1263–1273|doi=10.1093/neuonc/nou005|pmc=4136888|pmid=24510240}}</ref> Tambahan pula, mutasi IDH2 dan IDH1 didapati dalam sehingga 20% daripada [[leukemia myeloid akut]] (AML) normal secara sitogenetik.<ref name="pmid20171147">
{{Cite journal|displayauthors=6|date=March 2010|title=The common feature of leukemia-associated IDH1 and IDH2 mutations is a neomorphic enzyme activity converting alpha-ketoglutarate to 2-hydroxyglutarate|journal=Cancer Cell|volume=17|issue=3|pages=225–234|doi=10.1016/j.ccr.2010.01.020|pmc=2849316|pmid=20171147}}</ref><ref name="pmid25601757">{{Cite journal|displayauthors=6|date=February 2015|title=WT1 recruits TET2 to regulate its target gene expression and suppress leukemia cell proliferation|journal=Molecular Cell|volume=57|issue=4|pages=662–673|doi=10.1016/j.molcel.2014.12.023|pmc=4336627|pmid=25601757}}</ref> Mutasi ini diketahui menghasilkan D-2-hidroksiglutarat berbabding alfa-ketoglutarat.<ref name="pmid20559394">{{Cite journal|displayauthors=6|date=June 2010|title=Cancer-associated IDH1 mutations produce 2-hydroxyglutarate|journal=Nature|volume=465|issue=7300|pages=966|bibcode=2010Natur.465..966D|doi=10.1038/nature09132|pmc=3766976|pmid=20559394}}</ref> D-2-hidroksiglutarat terkumpul dalam kepekatan yang sangat tinggi, menghalang fungsi enzim yang bergantung kepada alfa-ketoglutarat.<ref name="pmid21460794">{{Cite journal|displayauthors=6|date=May 2011|title=The oncometabolite 2-hydroxyglutarate inhibits histone lysine demethylases|journal=EMBO Reports|volume=12|issue=5|pages=463–469|doi=10.1038/embor.2011.43|pmc=3090014|pmid=21460794}}</ref> Ini membawa kepada keadaan hipermetilasi DNA dan histon, mengakibatkan ekspresi gen berbeza yang boleh mengaktifkan onkogen, dan menyahaktifkan gen penindas tumor. Akhirnya, ini boleh membawa kepada jenis kanser yang diterangkan di atas.<ref>{{Cite journal|date=December 2014|title=The driver and passenger effects of isocitrate dehydrogenase 1 and 2 mutations in oncogenesis and survival prolongation|journal=Biochimica et Biophysica Acta (BBA) - Reviews on Cancer|volume=1846|issue=2|pages=326–341|doi=10.1016/j.bbcan.2014.05.004|pmid=24880135}}</ref> Mutasi mozek somatik gen ini juga didapati dikaitkan dengan [[penyakit Ollier]] dan [[sindrom Maffucci]].<ref name="pmid22057236">{{Cite journal|displayauthors=6|date=November 2011|title=Ollier disease and Maffucci syndrome are caused by somatic mosaic mutations of IDH1 and IDH2|journal=Nature Genetics|volume=43|issue=12|pages=1262–1265|doi=10.1038/ng.994|pmid=22057236}}</ref> Walau bagaimanapun, kajian baru-baru ini juga menunjukkan bahawa D-2-hidroksiglutarat boleh ditukar kembali kepada alfa-ketoglutarat sama ada dengan enzim atau tidak.<ref name="pmid24594748">{{Cite journal|displayauthors=6|date=March 2014|title=Non-enzymatic chemistry enables 2-hydroxyglutarate-mediated activation of 2-oxoglutarate oxygenases|journal=Nature Communications|volume=5|pages=3423|bibcode=2014NatCo...5.3423T|doi=10.1038/ncomms4423|pmc=3959194|pmid=24594748}}</ref><ref name="pmid22343896">{{Cite journal|displayauthors=6|date=February 2012|title=Transformation by the (R)-enantiomer of 2-hydroxyglutarate linked to EGLN activation|journal=Nature|volume=483|issue=7390|pages=484–488|bibcode=2012Natur.483..484K|doi=10.1038/nature10898|pmc=3656605|pmid=22343896}}</ref> Kajian lanjut diperlukan untuk memahami sepenuhnya peranan mutasi IDH1 (dan D-2-hidroksiglutarat) dalam kanser. Penyelidikan terkini menyerlahkan mutasi penyebab kanser dalam isositrat dehidrogenase yang boleh menyebabkan pengumpulan metabolit D-2-hidroksiglutarat (D-2HG). Notarangelo et al. menunjukkan bahawa kepekatan D-2HG yang tinggi boleh bertindak sebagai perencat langsung laktat dehidrogenase dalam sel T tikus. Perencatan enzim metabolik ini mengubah metabolisme glukosa dalam sel T dan menghalang percambahannya, pengeluaran sitokin, dan keupayaan untuk membunuh sel sasaran.<ref>{{Cite journal|displayauthors=6|date=September 2022|title=Oncometabolite d-2HG alters T cell metabolism to impair CD8<sup>+</sup> T cell function|journal=Science|volume=377|issue=6614|pages=1519–1529|doi=10.1126/science.abj5104|pmc=9629749|pmid=36173860}}</ref>

== Isozim ==
Berikut ialah senarai isozim isositrat dehidrogenase manusia:

=== Bergantungan NADP<sup>+</sup> ===
Setiap isozim bergantungan NADP<sup>+</sup> berfungsi sebagai homodimer:

{|
|{{infobox protein
| Name = isositrat dehidrogenase 1 (NADP<sup>+</sup>), larut
| caption = Dimer isositrat dehidrogenase manusia
| image = 1t0l.jpg
| width = 270
| HGNCid = 5382
| Symbol = IDH1
| AltSymbols = 
| EntrezGene = 3417
| OMIM = 147700
| RefSeq = NM_005896
| UniProt = O75874
| PDB = 
| ECnumber = 1.1.1.42
| Chromosome = 2
| Arm = q
| Band = 32
| LocusSupplementaryData = -qter
}}
|{{infobox protein
| Name = isositrat dehidrogenase 2 (NADP<sup>+</sup>), mitokondrion
| caption = 
| image = 
| width = 
| HGNCid = 5383
| Symbol = IDH2
| AltSymbols = 
| EntrezGene = 3418
| OMIM = 147650
| RefSeq = NM_002168
| UniProt = P48735
| PDB = 
| ECnumber = 1.1.1.42
| Chromosome = 15
| Arm = q
| Band = 21
| LocusSupplementaryData = -qter
}}
|}

=== Bergantungan NAD<sup>+</sup> ===
Isozim isositrat dehidrogenase 3 ialah heterotetramer yang terdiri daripada dua subunit alfa, satu subunit beta, dan satu subunit gama:

{|
|{{infobox protein
| Name = isositrat dehidrogenase 3 (NAD<sup>+</sup>) alfa
| caption = 
| image = 
| width = 
| HGNCid = 5384
| Symbol = IDH3A
| AltSymbols = 
| EntrezGene = 3419
| OMIM = 601149
| RefSeq = NM_005530
| UniProt = P50213
| PDB = 
| ECnumber = 1.1.1.41
| Chromosome = 15
| Arm = q
| Band = 25.1
| LocusSupplementaryData = -25.2
}}
|{{infobox protein
| Name = isositrat dehidrogenase 3 (NAD<sup>+</sup>) beta
| caption = 
| image = 
| width = 
| HGNCid = 5385
| Symbol = IDH3B
| AltSymbols = 
| EntrezGene = 3420
| OMIM = 604526
| RefSeq = NM_174855
| UniProt = O43837
| PDB = 
| ECnumber = 1.1.1.41
| Chromosome = 20
| Arm = p
| Band = 13
| LocusSupplementaryData = 
}}
|{{infobox protein
| Name = isositrat dehidrogenase 3 (NAD<sup>+</sup>) gama
| caption = 
| image = 
| width = 
| HGNCid = 5386
| Symbol = IDH3G
| AltSymbols = 
| EntrezGene = 3421
| OMIM = 300089
| RefSeq = NM_174869
| UniProt = P51553
| PDB = 
| ECnumber = 1.1.1.41
| Chromosome = X
| Arm = q
| Band = 28
| LocusSupplementaryData = 
}}
|}

== Rujukan ==
{{Reflist|30em}}{{Oksidoreduktase alkohol}}{{Enzim kitaran Krebs dan rantaian pengangkutan elektron}}{{Protein mitokondrion}}

[[Kategori:Enzim dengan struktur diketahui]]
[[Kategori:Enzim bergantungan NADPH]]
[[Kategori:EC 1.1.1]]
[[Kategori:Webarchive template wayback links]]
[[Kategori:Enzim bergantungan NADH]]