Enzima que interviene en las vías del catabolismo de la VALINA, LEUCINA e ISOLEUCINA, catalizando la oxidación del 2-metil-3-oxopropanato a propanoil-CoA usando NAD+ como coenzima. La deficiencia de metilmalonato-semialdehído deshidrogenasa se caracteriza por elevación de la BETA-ALANINA y del ácido 3-hidroxipropiónico.