Vad är ett isoenzym?
isoenzymer är enzymer som katalyserar identiska kemiska reaktioner men består av olika aminosyrasekvenser. De kallas ibland isozymer. Isoenzymer produceras av olika gener och är inte överflödiga trots deras liknande funktioner. De förekommer i många vävnader i hela kroppen och är viktiga för olika utvecklings- och metaboliska processer.
När en organisme utvecklas förekommer genduplikation ibland. Detta kan vara resultatet av homolog rekombination eller genreparation. När naturligt urval gynnar det duplicerade genetiska materialet, som i fall där samma gen är användbar för olika processer, behålls de duplicerade kodningen och isoenzymer bildas.
isoenzymer är användbara biokemiska markörer och kan mätas i blodomloppet för att diagnostisera medicinska tillstånd. Alkaliskt fosfatas (ALP) och laktatdehydrogenas (LDH) är exempel på isoenzymer som vanligtvis används för detta ändamål.
LDH är viktigt för anaerob respiration. När syrenivåerna är låga konverterar LDH pyruvat till laktat, vilket ger en källa till muskelenergi. Detta enzym finns i fem isoenzymsorter i människokroppen, numrerade LDH-1 genom LDH-5, och kan hittas i olika vävnader, inklusive hjärt, lever och lungor.
förhöjda nivåer av specifika LDH-isoenzymer kan indikera vävnadsskada. Till exempel, efter en hjärtattack, är serumnivån för LDH-1 högre än för LDH-2 eftersom den skadade hjärtvävnaden, som är rik på LDH-1, frigör den isoenzymet i blodomloppet. Höga nivåer av LDH-5 finns främst i tumörer och kan indikera närvaron av cancer.
ALP är ett enzym som tar bort fosfatgrupper från molekyler i kroppen och är viktig för korrekt funktion av levern, tarmen och moderkakan. Abnormalt höga eller låga nivåer av ALP kan indikera olika tillstånd, inklusive leversjukdom, Bone sjukdom och graviditet. Ett ALP -isoenzym är också involverat i bentillväxt, och höga nivåer av detta isoenzym kan indikera ny benbildning.
isoenzymer kan differentieras från varandra med användning av gelelektrofores. Vid gelelektrofores dras isoenzymfragment genom en tjock gel med en elektrisk laddning. Varje isoenzym har en tydlig laddning för sin egen på grund av sin unika aminosyrasekvens. Detta gör det möjligt för gelelektrofores att separera fragmenten i band för identifiering.
Som molekylära markörer är isoenzymer användbara i populationens genetik. Isoenzymstudier genomförs på en befolkningsnivå för att analysera genetisk variation och genflöde. Närvaron av isoenzymer kan analyseras i fall av nya fenotyper eller fysiologiska variationer inom arter.