האיגוד הישראלי לרפואת משפחה

חומצה אלפא-הידרוקסיגלוטרית -Alpha-hydroxyglutaric acid

מתוך ויקירפואה
     מדריך בדיקות מעבדה      
חומצה אלפא-הידרוקסיגלוטרית
Alpha-hydroxyglutaric acid
 שמות אחרים  α-Hydroxyglutaric acid, ‏2-הידרוקסיגלוטראט (2-HG), ‏2-hydroxyglutaric acid
Alpha-hydroxyglutaric acid1.png
מעבדה כימיה בדם, המטולוגיה בדם.
תחום תרכובת חשובה בתחום הסרטן.
Covers bdikot.jpg
 
יוצר הערך פרופ' בן-עמי סלע

α-Hydroxyglutaric acid היא צורת alpha hydroxy acid של חומצה גלוטרית. הנוסחה הכימית שלה היא C5H8O5, והמשקל המולקולרי שלה הוא 148 דלטון.

בבני אדם, התרכובת נוצרת על ידי hydroxyacid-oxoacid transhydrogenase,ואילו בחיידקים היא נוצרת על ידי האנזים 2hydroxyglutarate synthase. התרכובת יכולה להיות מומרת ל-α-ketoglutaric acid על ידי פעולת 2-hydroxyglutarate dehydrogenase, אשר באדם הם שני אנזימים הקרויים D2HGDH ו-L2HGDH. חסר של שני אנזימים אלה גורם למחלה המכונה 2hydroxyglutaric aciduria.

D-2-hydroxyglutarate

מוטציות באנזים isocitrate dehydrogenase (‏IDH1 ו-IDH2), המתרחשות לעיתים קרובות בגליומה וב-AML (‏Capper וחב' ב-Acta Neuropathol משנת 2009, ו-Ward וחב' ב-Cancer Cell משנת 2010), מייצרים D-2-hydroxyglutarate מ-alpha-ketoglutarate (‏Dang וחב' ב-Nature משנת 2010). ‏D-2-hydroxyglutarate מצטבר לריכוזים מאוד גבוהים המעכבים את התפקוד של אנזימים התלויים ב-alpha-ketoglutarate, הכוללים את histone lysine demethylases (‏Chowdhury וחב' ב-EMBO Rep משנת 2011). עיכוב זה מביא למצב של היפר-מתילציה של DNA ושל היסטונים, מה שעלול לשפעל אונקוגנים ולמנוע שפעול של גנים מדכאי-סרטן. מחקרים הראו ש-2hydroxyglutarate יכול להיות מומר בחזרה ל-alpha-ketoglutarate באופן אנזימטי או לא-אנזימטי. מאידך גיסא, L-2-hydroxyglutarate נוצר בריכוזים גבוהים ובמצבים של חמצן נמוך, כולל תאים של מערכת החיסון. 2hydroxyglutaric acid היא חומצה 2hydroxydicarboxylic שהיא למעשה חומצה גלוטרית בה hydrogen alpha אחד הקשור לקבוצה קרבוקסילית מומר על ידי קבוצת הידרוקסי. היא חומצה 2hydroxycarboxylic וחומצת שומן dicarboxylic. מבחינת המבנה שלה היא קוניוגט של 2hydroxyglutarate ו-2hydroxyglutarate. חומצה 2hydroxyglutaric דווחה ב-Drosophila melanogaster, ב-Arabidopsis thaliana וב-Saccharomyces cerevisiae. ‏ Alpha-hydroxyglutarate מצטבר בדם של מטופלים עם 2-hydroxyglutaric aciduria, שהיא מפגע מטבולי של חומצה אורגנית, הנגרמת על ידי מוטציה של אחד האנזימים האחראיים להתמרה של חומצה 2-hydroxyglutaric לחומצה alpha-ketoglutaric.

D-2-Hydroxyglutarate נוצרת גם דרך פעילות נורמלית של hydroxyacid-oxoacid transhydrogenase במהלך ההיפוך של 4hydroxybutyrate ל-succinate semialdehyde. התרכובת יכולה להפוך לחומצה α-ketoglutaric דרך הפעילות של 2hydroxyglutarate dehydrogenase. באדם ישנם שני אנזימים הידועים כ-D2HGDH ו-L2HGDH. ההצטברות ברקמות של כמויות גדולות של חומצה D-2-hydroxyglutaric, היא הסמל הביוכימי של המפגע התורשתי הנוירומטבולי D-2-hydroxyglutaric aciduria. בנוזלי הגוף מוצאים את שני הסטראו-איזומרים D ו-L של חומצה hydroxyglutaric. הצטברות של חומצה L-2-hydroxyglutaric, גורמת במטופלים פנוטיפ קליני של ניוון נוירולוגי מתקדם עם סימנים חוץ-פירמידליים וכאלה במוחון, לפרכוסים, ולשינויים ספונגיפורמיים בחומר הלבן. מטופלים עם הצטברות של חומצה D-2-hydroxyglutaric בשתן, מפגינים פנוטיפ משתנה הכולל פיגור מנטלי, מאקרוצפלוס עם אטרופיה צרברלית, היפוטוניה, ופרכוסים לא רצוניים. D-2-hydroxyglutarate ממחיש את הנוירו-טוקסיות שלו דרך שפעול של הקולטנים של N-methyl-D-aspartate. ‏D-2-hydroxyglutarate דומה מבנית לחומצת האמינו המעוררת חומצה גלוטמית, ומגרה ניוון-נוירולוגי על ידי מנגנונים הידועים לגבי חומצה גלוטמית, NMDA וטוקסינים מיטוכונדריאליים.

התפקידים של α-Hydroxyglutaric acid