iso-enzymen of iso-enzymen, zijn enzymen die verschillen in aminozuursequentie maar dezelfde reactie katalyseren. Gewoonlijk, vertonen deze enzymen verschillende kinetische parameters, zoals KM, of verschillende regelgevende eigenschappen. Ze worden gecodeerd door verschillende genetische loci, die meestal ontstaan door Gen duplicatie en divergentie (paragraaf 2.2.5). Isozymes verschillen van allozymes, die enzymen zijn die uit allelic variatie bij één genplaats voortkomen. Isozymes kunnen vaak van elkaar door biochemische eigenschappen zoals elektroforetische mobiliteit worden onderscheiden.
door het bestaan van iso-enzymen kan het metabolisme worden verfijnd om aan de specifieke behoeften van een bepaald weefsel of ontwikkelingsstadium te voldoen. Overweeg het voorbeeld van lactaatdehydrogenase (LDH), een enzym dat in anaërobe glucosemetabolisme en glucosesynthese functioneert. De mens heeft twee isozymic polypeptidekettingen voor dit enzym: het H isozyme hoogst uitgedrukt in hart en het M isozyme dat in skeletachtige spier wordt gevonden. De aminozuursequenties zijn 75% identiek. Het functionele enzym is tetramerisch, en veel verschillende combinaties van de twee subeenheden zijn mogelijk. H4 isozyme, gevonden in het hart, heeft een hogere affiniteit voor substraten dan M4 isozyme. De twee isozymes verschillen ook in dat de hoge niveaus van pyruvate allosterically H4 maar niet M4 isozyme remmen. De andere combinaties, zoals H3M, hebben tussenliggende eigenschappen afhankelijk van de verhouding van de twee soorten ketens. We zullen deze isozymen bekijken in hun biologische context in hoofdstuk 16.
het M4 isozyme functioneert optimaal in een anaërobe omgeving, terwijl het H4 isozyme dit doet in een aërobe omgeving. Inderdaad, de verhoudingen van deze isozymen worden veranderd in de loop van de ontwikkeling van het hart van de rat als het weefsel schakelt van een anaerobe omgeving naar een aërobe (figuur 10.27 A). Figuur 10.27 B toont de weefselspecifieke vormen van lactaatdehydrogenase in volwassen weefsels van ratten. Het verschijnen van sommige isozymen in het bloed is indicatief voor weefselschade en kan voor klinische diagnose worden gebruikt. Bijvoorbeeld, is een verhoging van serumniveaus van H4 ten opzichte van H3M een aanwijzing dat een hartinfarct, of hartaanval, heeft plaatsgevonden.
figuur 10.27
isozymen van lactaatdehydrogenase. (A) het LDH isozyme-profiel van het rattenhart verandert in de loop van ontwikkeling. H isozyme wordt vertegenwoordigd door vierkanten en M isozyme door Cirkels. De negatieve en positieve getallen wijzen op de dagen voor en na de geboorte, (meer…)
