isoentsyymit tai isoentsyymit ovat entsyymejä, jotka eroavat toisistaan aminohappojärjestyksessä mutta katalysoivat samaa reaktiota. Yleensä näillä entsyymeillä on erilaiset kineettiset parametrit, kuten KM, tai erilaiset säätelyominaisuudet. Niitä koodaavat erilaiset geneettiset lokukset, jotka syntyvät yleensä geenien kahdentumisen ja divergenssin kautta (kohta 2.2.5). Isoentsyymit eroavat allotsyymeistä, jotka ovat entsyymejä, jotka syntyvät alleelisesta variaatiosta yhden geenin lokuksessa. Isoentsyymit voidaan usein erottaa toisistaan biokemiallisten ominaisuuksien kuten elektroforeettisen liikkuvuuden perusteella.
isoentsyymien olemassaolo mahdollistaa metabolian hienosäädön tietyn kudoksen tai kehitysvaiheen erityistarpeiden tyydyttämiseksi. Esimerkiksi laktaattidehydrogenaasi (LDH) on entsyymi, joka toimii anaerobisessa glukoosiaineenvaihdunnassa ja glukoosisynteesissä. Ihmisellä on tälle entsyymille kaksi isootsyymistä polypeptidiketjua: sydämessä voimakkaasti ilmentyvä h-isoentsyymi ja luurankolihaksessa esiintyvä M-isoentsyymi. Aminohapposekvenssit ovat 75-prosenttisesti identtisiä. Funktionaalinen entsyymi on tetrameerinen, ja näiden kahden alayksikön monet erilaiset yhdistelmät ovat mahdollisia. Sydämestä löytyvällä H4-isoentsyymillä on suurempi affiniteetti substraatteihin kuin M4-isoentsyymillä. Nämä kaksi isoentsyymiä eroavat toisistaan myös siinä, että pyruvaatin suuret pitoisuudet allosteerisesti estävät H4-isoentsyymiä mutta eivät M4-isoentsyymiä. Muilla yhdistelmillä, kuten H3M: llä, on väliominaisuuksia riippuen näiden kahden ketjulajin suhteesta. Käsittelemme näitä isoentsyymejä niiden biologisessa yhteydessä luvussa 16.
M4-isootsyymi toimii optimaalisesti anaerobisessa ympäristössä, kun taas H4-isootsyymi toimii aerobisessa ympäristössä. Näiden isoentsyymien osuudet muuttuvatkin rotansydämen kehityksen aikana, kun kudos siirtyy anaerobisesta ympäristöstä aerobiseen ympäristöön (Kuva 10.27 A). Kuvassa 10.27 B esitetään laktaattidehydrogenaasin kudosspesifiset muodot aikuisen rotan kudoksissa. Joidenkin isoentsyymien esiintyminen veressä viittaa kudosvaurioon, ja niitä voidaan käyttää kliiniseen diagnosointiin. Esimerkiksi seerumin H4-pitoisuuden nousu suhteessa H3M: ään on osoitus sydäninfarktista eli sydänkohtauksesta.
Kuva 10, 27
laktaattidehydrogenaasin isoentsyymit. A) rotan sydämen LDH-isootsyymiprofiili muuttuu kehityksen aikana. H-isootsyymiä edustavat neliöt ja M-isootsyymiä ympyrät. Negatiiviset ja positiiviset luvut tarkoittavat päiviä ennen syntymää ja sen jälkeen, (lisää…)
