Ισοένζυμο

μικρογραφία|Γαλακτική αφυδρογονάση Β (LDH-2).
Ισοένζυμα είναι οι διαφορετικές μορφές ενός ενζύμου που καταλύουν την ίδια χημική αντίδραση αλλά έχουν διαφορετική αλληλουχία αμινοξέων, με αποτέλεσμα διαφορετικές κινητικές και ρυθμιστικές ιδιότητες. Τα ισοένζυμα επιτρέπουν σε διαφορετικούς ιστούς να ρυθμίσουν με ακρίβεια τον μεταβολισμό τους για να καλύψουν συγκεκριμένες ανάγκες. Παραδείγματα περιλαμβάνουν τη γαλακτική αφυδρογονάση (LDH, έχει 5 ισοένζυμα) και την κρεατινική φωσφοκινάση (CPK, έχει 3 κύρια κυτοσολικά/κυτταροπλασματικά ισοένζυμα), που υπάρχουν σε διαφορετικές μορφές (ισομορφές) σε διάφορους ιστούς, και την εξοκινάση/γλυκοκινάση, τα οποία είναι ισοένζυμα που φωσφορυλιώνουν τη γλυκόζη αλλά έχουν διαφορετικές κινητικές ιδιότητες.

Τα ισοένζυμα χρησιμοποιούνται στην ιατρική για τη διάγνωση και την παρακολούθηση ασθενειών (π.χ., την παρακολούθηση των καρδιακών προσβολών ή της ηπατικής νόσου), στην φυτοπαθολογία και στη γενετική για την αναγνώριση ειδών και την ανάλυση της γενετικής ποικιλομορφίας, καθώς και στην ανάπτυξη φαρμάκων για τη στόχευση συγκεκριμένων ενζύμων με λιγότερες παρενέργειες. Χρησιμοποιούνται επίσης για τη μελέτη της γενετικής των πληθυσμών σε ζώα και φυτά για την κατανόηση της ποικιλομορφίας. Παραδείγματα περιλαμβάνουν τη χρήση ισοενζύμων γαλακτικής αφυδρογονάσης για τη διάγνωση αναιμίας ή οργανικής βλάβης και τη χρήση ισοενζύμων κρεατινικής φωσφοκινάσης για την αναγνώριση βλάβης του καρδιακού μυός.

 Βασικά χαρακτηριστικά 

 Διαφορετική δομή: Τα ισοένζυμα παράγονται από διαφορετικά γονίδια ή παραλλαγές γονιδίων, με αποτέλεσμα ελαφρώς διαφορετικές αλληλουχίες αμινοξέων. Αυτό μπορεί επίσης να οδηγήσει σε διαφορές στην τεταρτοταγή δομή τους.
 Ίδια λειτουργία: Παρά τις δομικές τους διαφορές, τα ισοένζυμα καταλύουν την ίδια βιοχημική αντίδραση.
 Διαφορετικές ιδιότητες: Συχνά έχουν διαφορετικές κινητικές παραμέτρους (όπως ταχύτητα αντίδρασης ή συγγένεια) και ρυθμιστικές ιδιότητες, γεγονός που τους επιτρέπει να προσαρμόζονται σε συγκεκριμένες κυτταρικές ανάγκες.
 Έκφραση ανά ιστό: Τα ισοένζυμα συχνά εκφράζονται σε διαφορετικές αναλογίες σε διάφορους ιστούς, επιτρέποντας σε κάθε ιστό να έχει ένα προσαρμοσμένο ενζυμικό προφίλ.

 Παραδείγματα 

 Γαλακτική αφυδρογονάση (LDH): Τα ισοένζυμα της γαλακτικής αφυδρογονάσης είναι πέντε διαφορετικές μορφές του ενζύμου LDH που έχουν ελαφρώς διαφορετικές δομές και βρίσκονται σε διαφορετικούς ιστούς, όπως η καρδιά, τα ερυθρά αιμοσφαίρια, το ήπαρ και οι μύες. Η μέτρηση των επιπέδων αυτών των ισοενζύμων μπορεί να βοηθήσει στη διάγνωση βλάβης των ιστών από ασθένειες, λοιμώξεις, τραυματισμούς ή ορισμένους καρκίνους, καθώς τα αυξημένα συνολικά επίπεδα LDH συχνά υποδεικνύουν ότι ένας συγκεκριμένος ιστός έχει υποστεί βλάβη. Τα πέντε ισοένζυμα είναι συνδυασμοί υπομονάδων "H" και "M", που κυμαίνονται από LDH-1 (H4) έως LDH-5 (M4).
 Εξοκινάση και γλυκοκινάση: Η γλυκοκινάση είναι ένα ισοένζυμο της εξοκινάσης, ενός βασικού ενζύμου που παίζει κρίσιμο ρόλο στον μεταβολισμό της γλυκόζης, λειτουργώντας ως αισθητήρας γλυκόζης στα βήτα κύτταρα του παγκρέατος και βασικός παράγοντας στην πρόσληψη και αποθήκευση γλυκόζης στο ήπαρ. Σε αντίθεση με άλλες εξοκινάσες που έχουν υψηλή συγγένεια με τη γλυκόζη, η γλυκοκινάση έχει χαμηλότερη συγγένεια (Km) και υψηλότερο μέγιστο ρυθμό (Vmax), επιτρέποντάς της να λειτουργεί υπό υψηλές συγκεντρώσεις γλυκόζης, κάτι που είναι απαραίτητο για την ανίχνευση των επιπέδων γλυκόζης και τη ρύθμιση της έκκρισης ινσουλίνης.
 Κρεατινική φωσφοκινάση (CPK): Η κρεατινική φωσφοκινάση είναι ένα ένζυμο που βρίσκεται στο σώμα, κυρίως στους μύες, στην καρδιά και στον εγκέφαλο. Υψηλά επίπεδα CPK στο αίμα μπορεί να υποδηλώνουν τραυματισμό ή καταπόνηση σε αυτούς τους ιστούς, όπως καρδιακή προσβολή, μυϊκή βλάβη ή εγκεφαλικό επεισόδιο. Η συγκεκριμένη μορφή CPK που είναι αυξημένη (π.χ., CK-MB για την καρδιά, CK-BB για τον εγκέφαλο) βοηθά στον περιορισμό της θέσης της βλάβης.

 Παραπομπές 

Κατηγορία:Ένζυμα