izoenzymy lub izoenzymy są enzymami, które różnią się sekwencją aminokwasów, ale katalizują tę samą reakcję. Zwykle enzymy te wykazują różne parametry kinetyczne, takie jak KM, lub różne właściwości regulacyjne. Są one kodowane przez różne loci genetyczne, które zwykle powstają w wyniku duplikacji i dywergencji genów (sekcja 2.2.5). Izoenzymy różnią się od allozymów, które są enzymami powstającymi w wyniku zmienności allelicznej w jednym locus genu. Izoenzymy często można odróżnić od siebie przez właściwości biochemiczne, takie jak mobilność elektroforetyczna.
istnienie izoenzymów pozwala na dostrojenie metabolizmu w celu zaspokojenia szczególnych potrzeb danej tkanki lub etapu rozwoju. Rozważmy przykład dehydrogenazy mleczanowej (LDH), enzymu, który działa w beztlenowym metabolizmie glukozy i syntezie glukozy. U ludzi występują dwa izozymiczne łańcuchy polipeptydowe dla tego enzymu: izozym H silnie wyrażony w sercu i izozym m występujący w mięśniach szkieletowych. Sekwencje aminokwasowe są w 75% identyczne. Funkcjonalny enzym jest tetrameryczny i możliwe jest wiele różnych kombinacji obu podjednostek. Izoenzym H4, znajdujący się w sercu, ma większe powinowactwo do substratów niż izoenzym M4. Oba izoenzymy różnią się również tym, że wysokie poziomy pirogronianu allosterycznie hamują H4, ale nie izoenzym M4. Inne kombinacje, takie jak H3M, mają właściwości pośrednie w zależności od stosunku dwóch rodzajów łańcuchów. Rozważymy te izoenzymy w ich kontekście biologicznym w rozdziale 16.
izoenzym M4 działa optymalnie w środowisku beztlenowym, podczas gdy izoenzym H4 działa tak w środowisku tlenowym. Rzeczywiście, proporcje tych izoenzymów zmieniają się w trakcie rozwoju serca szczura, gdy tkanka zmienia się ze środowiska beztlenowego na tlenowe (rysunek 10.27 A). Rysunek 10.27 B przedstawia specyficzne dla tkanek formy dehydrogenazy mleczanowej w tkankach dorosłych szczurów. Pojawienie się niektórych izoenzymów we krwi wskazuje na uszkodzenie tkanek i może być stosowane w diagnostyce klinicznej. Na przykład zwiększenie stężenia H4 w surowicy w stosunku do H3M jest wskazaniem do wystąpienia zawału mięśnia sercowego lub zawału serca.
rysunek 10.27
izoenzymy dehydrogenazy mleczanowej. A) profil izoenzymu LDH serca szczura zmienia się w trakcie rozwoju. Izozym H jest reprezentowany przez kwadraty, a izozym M przez okręgi. Liczby ujemne i dodatnie oznaczają dni przed i po urodzeniu, (więcej…)
