Qu'est-ce qu'une isoenzyme?

Les isoenzymes sont des enzymes qui catalysent des réactions chimiques identiques mais sont composées de différentes séquences d'acides aminés. Ils sont parfois appelés isozymes. Les isoenzymes sont produites par différents gènes et ne sont pas redondantes malgré leurs fonctions similaires. Ils surviennent dans de nombreux tissus du corps et jouent un rôle important dans différents processus de développement et métaboliques.

À mesure que l'organisme évolue, il arrive parfois que des gènes se dupliquent. Cela pourrait être le résultat d'une recombinaison homologue ou d'une réparation génique. Lorsque la sélection naturelle favorise le matériel génétique en double, comme dans les cas où le même gène est utile pour différents processus, le codage en double est conservé et des isoenzymes sont formées.

Les isoenzymes sont des marqueurs biochimiques utiles et peuvent être mesurées dans le sang pour diagnostiquer des problèmes de santé. La phosphatase alcaline (ALP) et la lactate déshydrogénase (LDH) sont des exemples d'isoenzymes couramment utilisés à cette fin.

La LDH est essentielle à la respiration anaérobie. Lorsque les niveaux d'oxygène sont bas, la LDH convertit le pyruvate en lactate, fournissant une source d'énergie musculaire. Cette enzyme existe dans le corps humain sous cinq variétés d'isoenzymes, numérotées LDH-1 à LDH-5, et peut être trouvée dans divers tissus, notamment le cœur, le foie et les poumons.

Des niveaux élevés d'isoenzymes spécifiques de la LDH peuvent indiquer des lésions tissulaires. Par exemple, après une crise cardiaque, le taux sérique de LDH-1 est supérieur à celui de LDH-2 car le tissu cardiaque endommagé, qui est riche en LDH-1, libère cette isoenzyme dans le sang. Des taux élevés de LDH-5 se trouvent principalement dans les tumeurs et peuvent indiquer la présence d'un cancer.

La PAL est une enzyme qui élimine les groupes phosphates des molécules du corps et est importante pour le bon fonctionnement du foie, des intestins et du placenta. Des niveaux anormalement élevés ou faibles d'ALP peuvent indiquer diverses affections, notamment une maladie du foie, des os et une grossesse. Une isoenzyme ALP est également impliquée dans la croissance osseuse et des niveaux élevés de cette isoenzyme peuvent indiquer une nouvelle formation osseuse.

Les isoenzymes peuvent être différenciées les unes des autres par électrophorèse sur gel. En électrophorèse sur gel, les fragments d'isoenzyme sont aspirés à travers un gel épais par une charge électrique. Chaque isoenzyme a une charge distincte en raison de sa séquence d'acides aminés unique. Cela permet à l'électrophorèse sur gel de séparer les fragments en bandes pour l'identification.

En tant que marqueurs moléculaires, les isoenzymes sont utiles en génétique des populations. Des études sur les isoenzymes sont menées au niveau de la population pour analyser la variation génétique et le flux de gènes. La présence d'isoenzymes peut être analysée dans le cas de nouveaux phénotypes ou de variations physiologiques au sein d'une espèce.

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