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メチルイソクエン酸リアーゼ（EC 4.1.3.30）という酵素は 、化学反応を触媒する。
この反応はイソクエン酸リアーゼの反応と似ていますが、メチル基が1つ追加されている点が異なります（上記の図ではアスタリスクで示されています）。つまり、クエン酸がメチルクエン酸に、グリオキシル酸がピルビン酸に置き換わっているということです。実際、結核菌などの一部の細菌では、イソクエン酸リアーゼがメチルイソクエン酸リアーゼの役割を果たしています。[ 1 ] [ 2 ]
この酵素は、炭素-炭素結合を切断するリアーゼファミリー、特にオキソ酸リアーゼに属します。この酵素クラスの系統名は、(2S,3R)-3-ヒドロキシブタン-1,2,3-トリカルボキシレートピルビン酸リアーゼ（コハク酸形成）です。一般的に使用される他の名称には、 2-メチルイソクエン酸リアーゼ、MICL、および(2S,3R)-3-ヒドロキシブタン-1,2,3-トリカルボキシレートピルビン酸リアーゼなどがあります。この酵素はプロピオン酸代謝に関与しています。
メチルイソクエン酸リアーゼは1976年に発見された。[ 3 ]
2007年末時点で、このクラスの酵素について6つの構造が解明されており、PDBアクセッションコードはPDB : 1MUM 、PDB : 1O5Q 、PDB : 1OQF 、PDB : 1UJQ 、PDB : 1XG3 、およびPDB : 1XG4である。構造はホスホエノールピルビン酸ムターゼの構造と非常によく似ている。ホモ四量体の生物学的ユニットは、一方の端に活性部位を持つベータバレルで構成されている。活性部位にはマグネシウムイオンが存在し、基質が結合すると活性部位の「ゲーティングループ」が内側に動き、基質が結合していないときは外側に動き、反応を溶媒から遮蔽する。ベータバレルの周囲にはヘリックスが存在する。特に、C末端のらせん状ドメインがバレルから分離し、隣接するサブユニットのバレルと相互作用する「らせん交換」モチーフ（ホスホエノールピルビン酸ムターゼを参照）が見られる。
リボンキネマゲ からの以下の静止画は、マグネシウムイオン（灰色）を含むが基質を含まない結晶構造1MUMのサブユニットの1つを示しています。らせんは赤色、ループは白色、ベータストランドは緑色で示されています。
メチルイソクエン酸リアーゼは、メチルクエン酸回路[ 4 ]で使用されます。これは、アセチル補酵素Aの代わりにプロピオニル補酵素Aを代謝するクレブス回路の修正版です。酵素2-メチルクエン酸シンターゼは、オキサロ酢酸にプロピオニル補酵素Aを付加し、クエン酸の代わりにメチルクエン酸を生成します。しかし、メチルクエン酸をメチルイソクエン酸に異性化してからMICLにかけると、クレブス回路と同様に進行するコハク酸と、他の経路（例えば、脱炭酸されてアセチル補酵素Aを形成し、クレブス回路で酸化される）で容易に代謝されるピルビン酸が再生されます。これにより、プロピオン酸の代謝によく使用される複雑な補因子である補酵素B12に頼ることなく、プロピオン酸、およびβ酸化を使用して奇数個の炭素を持つ他の脂肪酸の異化が可能になります。メチルクエン酸回路は多くの微生物に見られる。
メチルイソクエン酸リアーゼはこのサイクルにおいて調節機能を果たしており、NADによって活性化されるが、NADHおよびNADPHによって非競合的に阻害される。[ 5 ]
