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Cette affection est très rare, moins de 20 cas ayant été rapportés dans la littérature.

Les manifestations cliniques apparaissent généralement en période néonatale ou dans la petite enfance, mais le diagnostic n'est parfois pas établi avant l'enfance. Certains des patients présentent également une hypoglycémie, une paraplégie spastique, une microcéphalie, un déficit neurologique progressif, une épilepsie, des vomissements, une atrophie des noyaux gris de la base, une hypotonie sévère et une hépatomégalie.

Le syndrome est dû à des mutations du gène AUH (chromosome 9), codant pour la 3-méthylglutaconyl-CoA hydratase, une enzyme jouant un rôle dans la dégradation de la leucine.

Le tableau clinique étant variable et non spécifique, le diagnostic peut être fait par analyse de l'activité de la 3-méthylglutaconyl-CoA hydratase dans les fibroblastes ou les leucocytes, par analyse quantitative de l'excrétion urinaire des acides organiques ou encore, depuis peu, par l'analyse des fluides corporels par spectrométrie par résonance magnétique nucléaire (RMN).

Les patients atteints de 3-AMG de type I se distinguent de ceux atteints d'autres formes (3-AMG de type II, III et IV ; voir ces termes) par une excrétion caractéristique des métabolites : le taux d'acide 3-méthylglutaconique est très élevé (plus que dans les autres formes de 3-AMG), alors que généralement le taux d'acide méthylglutarique n'est que légèrement élevé, et le taux d'acide 3-hydroxyisovalérique excrété est élevé (ce qui n'est pas le cas dans les autres formes de 3-AMG).

Un diagnostic prénatal est réalisable par détection d'un taux élevé d'acide 3-hydroxyisovalérique dans le liquide amniotique ou par analyse de l'activité enzymatique dans les amniocytes en culture.

Le syndrome est transmis sur le mode autosomique récessif.

Le traitement est principalement symptomatique, mais un régime alimentaire consistant en une restriction légère de l'apport en leucine et en un supplément en L-carnitine peut être bénéfique dans certains cas.