アイソザイムとは？

イソ酵素は、同一の化学反応を触媒する酵素ですが、異なるアミノ酸配列で構成されています。 それらは時々アイソザイムと呼ばれます。 アイソザイムは異なる遺伝子によって産生され、それらの類似した機能にもかかわらず冗長ではありません。 それらは体全体の多くの組織で発生し、さまざまな発達および代謝プロセスに重要です。

生物が進化するにつれて、遺伝子の重複が発生することがあります。 これは、相同組換えまたは遺伝子修復の結果である可能性があります。 同じ遺伝子が異なるプロセスに有用である場合のように、自然選択が重複した遺伝物質を好む場合、重複したコーディングが保持され、アイソザイムが形成されます。

アイソザイムは有用な生化学マーカーであり、血流で測定して病状を診断できます。 アルカリホスファターゼ（ALP）および乳酸デヒドロゲナーゼ（LDH）は、この目的で一般的に使用されるアイソザイムの例です。

LDHは嫌気性呼吸に不可欠です。 酸素レベルが低い場合、LDHはピルビン酸を乳酸に変換し、筋肉のエネルギー源を提供します。 この酵素は、LDH-1からLDH-5までの番号が付けられた、人体の5つのアイソザイム品種に存在し、心臓、肝臓、肺などのさまざまな組織に見られます。

特定のLDHアイソザイムのレベルの上昇は、組織の損傷を示している可能性があります。 例えば、心臓発作の後、LDH-1の血清レベルはLDH-2の血清レベルよりも高くなります。これは、LDH-1が豊富な損傷を受けた心臓組織がそのアイソザイムを血流に放出するためです。 高レベルのLDH-5は主に腫瘍に見られ、がんの存在を示しています。

ALPは、体内の分子からリン酸基を除去する酵素で、肝臓、腸、胎盤の正しい機能に重要です。 ALPの異常に高いまたは低いレベルは、肝疾患、骨疾患、妊娠などのさまざまな状態を示している可能性があります。 ALPアイソザイムも骨の成長に関与しており、このアイソザイムのレベルが高いと、新しい骨の形成が示されます。

アイソザイムは、ゲル電気泳動を使用して互いに区別できます。 ゲル電気泳動では、アイソザイムフラグメントは、電荷によって厚いゲルを通過します。 それぞれのアイソザイムには、独自のアミノ酸配列があるため、独自の電荷があります。 これにより、ゲル電気泳動でフラグメントを識別用のバンドに分離できます。

分子マーカーとして、アイソザイムは集団遺伝学に有用です。 アイソザイム研究は人口レベルで行われ、遺伝的変異と遺伝子の流れを分析します。 アイソエンザイムの存在は、種内の新しい表現型または生理学的変異の場合に分析できます。