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这篇综述聚焦 3 - 甲基戊二酰（3MG）辅酶 A，它虽不在已知生化途径中，但它的副产物 3MG 肉碱和 3MG 酸是疾病生物标志物。文中探讨了其产生机制，涉及多种先天性代谢缺陷（IEM）和酶促反应异常，对相关疾病研究有重要参考价值。
引言
3 - 甲基戊二酰（3MG）辅酶 A 是一种特殊的代谢物，它不属于任何已知的生化途径，也无法代谢产生能量，在正常组织提取物中通常检测不到。然而，在多种病理情况下，它可能大量生成，之后会转化为有机酸 3MG 酸或二羧基酰基肉碱 3MG 肉碱并排出体外，因此，3MG 酸和 3MG 肉碱可作为疾病生物标志物。不过，3MG 辅酶 A 的产生机制仍有待探究，通过研究不同疾病患者体内 3MG 酸和 3MG 肉碱的情况，有助于了解 3MG 辅酶 A 的代谢起源。
3MG 酸与亮氨酸分解代谢途径中酶缺陷的关系
最早有研究报告了 3MG 酸的排泄情况，当时研究者在一名 3 - 羟基 - 3 - 甲基戊二酰（HMG）辅酶 A 裂解酶（EC 4.1.3.4）缺乏的患者尿液中，发现了异常有机酸，其中包括 3 - 甲基戊烯二酸（3MGC）酸、HMG 酸等，部分有机酸直接来自亮氨酸分解代谢途径的中间产物，还有一些则是副反应的产物。
影响电子传递链功能的先天性代谢缺陷（IEM）中的 3MG 酸尿症
除了 HMG 辅酶 A 裂解酶和 AUH 缺乏（称为原发性 3MGC 酸尿症）外，3MG 酸排泄也是一些与线粒体能量代谢受损相关的先天性代谢缺陷（IEM）的表型特征，这类被称为继发性 3MGC 酸尿症。在这些疾病中，3MGC 酸的排泄也很突出，且含量通常高于 3MG 酸。与导致原发性 3MGC 酸尿症的 IEM 不同，继发性 3MGC 酸尿症中不会出现 3HIV 酸。
trans -3MGC 辅酶 A 和 3MG 辅酶 A 的非酶促分子内环化
trans -3MGC 辅酶 A 和 3MG 辅酶 A 可通过乙酰辅酶 A 转移途径或亮氨酸降解途径中的 IEM 产生，它们有着不同的可能去向。比如，trans -3MGC 辅酶 A 可通过未知机制还原为 3MG 辅酶 A，也能自发异构化为 cis -3MGC 辅酶 A，然后发生分子内环化，形成 3MGC 酸酐和游离辅酶 A。酸酐水解后会生成 3MGC 酸，此外，环状 3MGC 酸酐还能发生其他反应。
3MG 辅酶 A 转化为 3MG 肉碱
3MG 肉碱最初是在 HMG 辅酶 A 裂解酶缺乏的患者中被确定为诊断生物标志物。HMG 辅酶 A 裂解酶是亮氨酸分解代谢途径以及肝脏和肾脏中酮体合成的组成部分。当这种线粒体酶缺乏时，尿液中会出现一组特征性有机酸，包括 HMG 酸、3MGC 酸、3HIV 酸和 3MG 酸。与 HMG 辅酶 A 或 trans -3MGC 辅酶 A 不同，3MG 辅酶 A 能与其他物质反应生成 3MG 肉碱。
结论
对 3MG 酸和 3MG 肉碱的研究表明，它们的形成涉及有趣且新颖的化学和（或）生化反应。这两种分子均源自 3MG 辅酶 A，而 3MG 辅酶 A 由亮氨酸分解代谢途径的中间产物 trans -3MGC 辅酶 A 衍生而来。正常情况下，trans -3MGC 辅酶 A 可被可逆酶 AUH 有效水化，生成 HMG 辅酶 A。但当 IEM 阻断亮氨酸代谢（原发性 3MGC 酸尿症）或电子传递链（ETC）功能受损时，会出现异常情况，导致 3MG 辅酶 A 及其相关代谢物的变化，这也为相关疾病的研究提供了重要线索。
