Isoenzim dan Berbagai Bentuknya

Satu aktivitas katalitik sering kali dilakukan oleh beberapa bentuk molekuler enzim yang berbeda. Isoenzim ini mengkatalisis reaksi yang sama tetapi berbeda dalam urutan asam amino, struktur, atau komposisi subunit, dan dapat diekspresikan secara berbeda di berbagai jaringan dan tahap perkembangan, memberikan sifat yang disesuaikan secara lokal pada langkah metabolisme yang sama.

Definition

Isoenzim (isozim) adalah berbagai bentuk molekuler enzim yang mengkatalisis reaksi yang sama tetapi berbeda dalam struktur primer, komposisi subunit, atau sifat fisik, sering kali berasal dari gen yang berbeda atau dari kombinasi subunit yang berbeda.

Scope

Entri ini mencakup apa itu isoenzim dan bagaimana isoenzim muncul, famili laktat dehidrogenase sebagai ilustrasi klasik, ekspresi pola isoenzim spesifik jaringan dan perkembangan, serta bagaimana pola tersebut dideteksi. Ini adalah perlakuan referensi tentang multiplisitas enzim dan bukan sumber interpretasi diagnostik atau panduan klinis.

Core questions

• Apa itu isoenzim dan bagaimana perbedaannya satu sama lain?
• Bagaimana isoenzim muncul?
• Mengapa reaksi yang sama membutuhkan bentuk spesifik jaringan?
• Bagaimana pola isoenzim dideteksi dan dijelaskan?

Key concepts

• Berbagai bentuk molekuler enzim
• Kombinasi subunit (misalnya heterotetramer LDH)
• Gen yang berbeda versus varian pasca-translasi
• Ekspresi spesifik jaringan dan perkembangan
• Perbedaan kinetik dan regulasi antar isoenzim
• Pemisahan elektroforetik isoenzim

Mechanisms

Isoenzim dapat muncul dari gen yang terpisah, dari pemrosesan alternatif, atau dari kombinasi subunit yang berbeda yang dirakit menjadi enzim aktif. Contoh buku teks adalah laktat dehidrogenase, yang bentuk aktifnya adalah tetramer yang dibangun dari dua jenis subunit; lima kombinasi yang mungkin menghasilkan lima isoenzim dengan distribusi jaringan dan sifat kinetik yang khas. Karena bentuk-bentuk tersebut berbeda dalam muatan dan struktur, isoenzim dapat dipisahkan dengan elektroforesis, mengungkapkan pola spesifik jaringan dan tahap. Perbedaan-perbedaan ini memungkinkan langkah kimia yang sama disesuaikan dengan kebutuhan metabolisme lokal sambil berbagi satu identitas katalitik, itulah sebabnya isoenzim masih menerima nomor EC yang sama.

Clinical relevance

Karena pola isoenzim berbeda antar jaringan, kelimpahan relatif bentuk-bentuk tertentu dapat mencerminkan asal jaringan, sebuah prinsip yang mendasari penggunaan pola enzim dalam kedokteran laboratorium. Entri ini menjelaskan biokimia isoenzim sebagai referensi dan bukan merupakan dasar untuk interpretasi diagnostik atau keputusan pengobatan.

History

Pengakuan bahwa satu aktivitas enzim dapat ada dalam beberapa bentuk yang dapat dipisahkan mengkristal pada akhir tahun 1950-an, ketika Markert dan Moller (1959) menjelaskan berbagai bentuk spesifik jaringan, perkembangan, dan spesies serta memperkenalkan istilah isozim. Eksperimen disosiasi-dan-rekombinasi Markert selanjutnya (1963) menunjukkan bahwa isoenzim laktat dehidrogenase dibangun dari subunit yang dapat dipertukarkan, memberikan penjelasan struktural untuk multiplisitas enzim yang menjadi model bagi bidang ini.

Key figures

• Clement L. Markert

Seminal works

• markert-moller-1959
• markert-1963

Frequently asked questions

Jika isoenzim adalah protein yang berbeda, mengapa mereka berbagi nomor EC?

Karena sistem EC mengklasifikasikan enzim berdasarkan reaksi yang mereka katalisis, dan isoenzim mengkatalisis reaksi yang sama; perbedaan struktural mereka tidak mengubah identitas katalitik yang dicatat oleh nomor EC.

Bagaimana isoenzim dari satu enzim dapat berakhir di jaringan yang berbeda?

Gen atau kombinasi subunit yang berbeda diekspresikan di jaringan dan tahap perkembangan yang berbeda, sehingga setiap jaringan merakit kombinasi isoenzim yang sesuai dengan kebutuhan metabolismenya.