Hvad er et isoenzym?
Isoenzymer er enzymer, der katalyserer identiske kemiske reaktioner, men er sammensat af forskellige aminosyresekvenser. De kaldes undertiden isozymer. Isoenzymer produceres af forskellige gener og er ikke overflødige på trods af deres lignende funktioner. De forekommer i mange væv i kroppen og er vigtige for forskellige udviklings- og metabolske processer.
Efterhånden som en organisme udvikler sig, forekommer undertiden gentuplikation. Dette kan være resultatet af homolog rekombination eller genreparation. Når naturlig selektion favoriserer det gentagne genetiske materiale, som i tilfælde, hvor det samme gen er nyttigt til forskellige processer, bevares duplikatkodningen, og der dannes isoenzymer.
Isoenzymer er nyttige biokemiske markører og kan måles i blodbanen for at diagnosticere medicinske tilstande. Alkalisk phosphatase (ALP) og lactatdehydrogenase (LDH) er eksempler på isoenzymer, der ofte bruges til dette formål.
LDH er essentiel for anaerob respiration. Når iltniveauerne er lave, omdanner LDH pyruvat til laktat, hvilket giver en kilde til muskelenergi. Dette enzym findes i fem isoenzymvarianter i den menneskelige krop, nummereret LDH-1 til LDH-5, og kan findes i forskellige væv, herunder hjerte, lever og lunger.
Forhøjede niveauer af specifikke LDH-isoenzymer kan indikere vævsskade. F.eks. Efter et hjerteanfald er serumniveauet af LDH-1 højere end niveauet for LDH-2, fordi det beskadigede hjertevæv, der er rig på LDH-1, frigiver det isoenzym i blodbanen. Høje niveauer af LDH-5 findes primært i tumorer og kan indikere tilstedeværelsen af kræft.
ALP er et enzym, der fjerner fosfatgrupper fra molekyler i kroppen og er vigtigt for korrekt funktion af leveren, tarmen og placenta. Unormalt høje eller lave niveauer af ALP kan indikere en række tilstande, herunder leversygdom, knoglesygdom og graviditet. Et ALP-isoenzym er også involveret i knoglevækst, og høje niveauer af dette isoenzym kan indikere ny knogledannelse.
Isoenzymer kan differentieres fra hinanden ved anvendelse af gelelektroforese. Ved gelelektroforese trækkes isoenzymfragmenter gennem en tyk gel ved hjælp af en elektrisk ladning. Hvert isoenzym har en egen ladning af sig selv på grund af sin unikke aminosyresekvens. Dette gør det muligt for gelelektroforese at adskille fragmenterne i bånd til identifikation.
Som molekylære markører er isoenzymer nyttige i populationsgenetik. Isoenzymundersøgelser udføres på et populationsniveau for at analysere genetisk variation og genstrøm. Tilstedeværelsen af isoenzymer kan analyseres i tilfælde af nye fænotyper eller fysiologiske variationer inden for arter.