Izocitrátdehydrogenáza je enzým citrátového cyklu, ktorý katalyzuje oxidáciu izocitrátu na oxalsukcinát s následnou spontánnou dekarboxyláciou oxalsukcinátu na 2-oxoglutarát.^[3] Koenzýmom izocitrátdehydrogenázy, ktorý prijíma elektróny od izocitrátu je NAD⁺.^[3] Izocitrátdehydrogenáza je homooktamér: je vytvorená z ôsmich rovnakých podjednotiek.^[3] Izocitrátdehydrogenáza je ústredný regulačný enzým citrátového cyklu.^[3] Reakcia katalyzovaná izocitrátdehydrogenázou je exergonická: ΔG = – 7,1 kJ/mol.^[4]

Sumarána reakcia katalyzovaná izocitrátdehydrogenázou je:

izocitrát + NAD⁺ → oxalsukcinát + NADH → 2-oxoglutarát + CO₂^[5]

Existujú tri izoenzýmy izocitrátdehydrogenázy: jeden izoenzým využíva ako akceptor elektrónov NAD⁺ a nachádza sa v matrixe mitochondrií. Tento izoenzým je súčasťou Krebsovho cyklu a je cez NAD⁺ napojený na dýchací reťazec.^[5] NAD⁺-dependentná izocitrátdehydrogenáza využíva ako kofaktor ešte manganatý alebo horečnatý dikatión, ktoré sa koordunujú na novovzniknutú oxoskupinu, čím uľahčujú spontánnu dekarboxyláciu oxalsukcinátu.^[6] Katalyticky významné sú zvyšky tyrozínu Tyr-160 a lyzínu Lys-230. Ďalšie dva izoenzýmy izocitrátdehydrogenázy využívajú ako akceptor elektrónov NADP^{+ [6]} a nachádzajú sa v cytoplazme a v mitochondriách.^[5]

• 
  izocitrát
• 
  oxalsukcinát
• 
  2-oxoglutarát

Izocitrátdehydrogenáza je:

• alostericky aktivivaná ADP a NAD⁺ (signály nedostatku energie v bunke),^[3]
• aktivovaná vápenatými iónmi Ca^2+[3] (vápenaté ióny sa uvoľňujú zo sarkoplazmatického retikula pri svalovej kontrakcii, sú teda signálom spotreby energie)
• inhibovaná ATP a NADH (signály nedostatku energie v bunke).^[3]

Izocitrátdehydrogenáza je miestom, ktoré prepája citrátový cyklus s dýchcím reťazcom (cez NADH a NAD⁺) a oxidatívnou fosforyláciou (cez ADP a ATP). Pri dostatku energie v bunke je vysoký pomer ATP/ADP a bunka nemá dostatok ADP, aby mohlo dochádzať ku fosforylácii na ATPsyntáze oxidatívnou fosforyláciou. Pri dostatku energie sa tak spotrebuje väčšina ADP a prítomné ATP inhibuje izocitrátdehydrogenázu, čím brzdí citrátový cyklus.^[3]

Pri dostatku energie v bunke je analogicky vysoký pomer NADH/NAD⁺, čoho dôsledkom je, že bunka nemá dostatok NAD⁺,na priebeh oxidačných reakcií v citrerátovom cykle, čo brzdí citrátový cyklus.^[3] Prítomný NADH následne inhibuje izocitrátdehydrogenázu.^[3]

• citrátový cyklus

1. ↑ XU, Xiang; ZHAO, Jingyue; XU, Zhen. Structures of Human Cytosolic NADP-dependent Isocitrate Dehydrogenase Reveal a Novel Self-regulatory Mechanism of Activity. Journal of Biological Chemistry, 2004-08, roč. 279, čís. 32, s. 33946–33957. Dostupné online . DOI: 10.1074/jbc.M404298200. (po anglicky)
2. ↑ BANK, RCSB Protein Data. RCSB PDB - 1T0L: Crystal structure of human cytosolic NADP(+)-dependent isocitrate dehydrogenase in complex with NADP, isocitrate, and calcium(2+) . www.rcsb.org, . Dostupné online. (po anglicky)
3. ↑ ^{a b c d e f g h i j} DOBROTA, Dušan; TURECKÝ, Ladislav; DRGOVÁ, Anna, a kol. Lekárska biochémia. 2. vyd. Martin : Osveta, 2016. ISBN 978-80-8063-444-5.
4. ↑ KOOLMAN, Jan; RÖHM, Klaus Heinroch; BENDA, Vladimír. Barevný atlas biochemie. 4. vyd. Praha : Grada Publishing, 2017. ISBN 978-80-247-2977-0.
5. ↑ ^{a b c} Harperova biochemie. Praha : H & H, 2002. (Vyd. v Česku 4., V H & H 3.) Dostupné online. ISBN 80-7319-013-3.
6. ↑ ^{a b} VOET, Donald. Voet's principles of biochemistry. Hoboken, New Jersey : , 2016. (Global edition.) Dostupné online. ISBN 978-1-119-45166-2.