O que é uma isoenzima?
As isoenzimas são enzimas que catalisam reações químicas idênticas, mas são compostas por diferentes seqüências de aminoácidos. Eles são chamados de isozimas. As isoenzimas são produzidas por genes diferentes e não são redundantes, apesar de suas funções semelhantes. Eles ocorrem em muitos tecidos do corpo e são importantes para diferentes processos metabólicos e de desenvolvimento.
À medida que um organismo evolui, a duplicação genética ocorre ocasionalmente. Isso pode ser o resultado de recombinação homóloga ou reparo de genes. Quando a seleção natural favorece o material genético duplicado, como nos casos em que o mesmo gene é útil para processos diferentes, a codificação duplicada é retida e as isoenzimas são formadas.
As isoenzimas são marcadores bioquímicos úteis e podem ser medidos na corrente sanguínea para diagnosticar condições médicas. A fosfatase alcalina (ALP) e a lactato desidrogenase (LDH) são exemplos de isoenzimas que são comumente usadas para esse fim.
O LDH é essencial para a respiração anaeróbica. Quando os níveis de oxigênio são baixos, o LDH converte o piruvato em lactato, fornecendo uma fonte de energia muscular. Essa enzima existe em cinco variedades de isoenzimas no corpo humano, numeradas de LDH-1 a LDH-5, e pode ser encontrada em vários tecidos, incluindo coração, fígado e pulmões.
Níveis elevados de isoenzimas específicas de LDH podem indicar danos aos tecidos. Por exemplo, após um ataque cardíaco, o nível sérico de LDH-1 é maior que o do LDH-2 porque o tecido cardíaco danificado, rico em LDH-1, libera essa isoenzima na corrente sanguínea. Altos níveis de LDH-5 são encontrados principalmente em tumores e podem indicar a presença de câncer.
O ALP é uma enzima que remove os grupos fosfato das moléculas do corpo e é importante para o funcionamento correto do fígado, intestinos e placenta. Níveis anormalmente altos ou baixos de ALP podem indicar uma variedade de condições, incluindo doença hepática, doença óssea e gravidez. Uma isoenzima ALP também está envolvida no crescimento ósseo, e altos níveis dessa isoenzima podem indicar nova formação óssea.
As isoenzimas podem ser diferenciadas entre si usando eletroforese em gel. Na eletroforese em gel, os fragmentos de isoenzima são atraídos através de um gel espesso por uma carga elétrica. Cada isoenzima possui uma carga distinta por causa de sua sequência de aminoácidos exclusiva. Isso permite que a eletroforese em gel separe os fragmentos em faixas para identificação.
Como marcadores moleculares, as isoenzimas são úteis na genética populacional. Estudos de isoenzimas são realizados em nível populacional para analisar a variação genética e o fluxo gênico. A presença de isoenzimas pode ser analisada em casos de novos fenótipos, ou variações fisiológicas, dentro das espécies.