İzoenzimler ve Çoklu Formlar
Tek bir katalitik aktivite genellikle bir enzimin çeşitli farklı moleküler formları tarafından gerçekleştirilmektedir. Bu izoenzimler aynı reaksiyonu katalize etmekle birlikte, amino asit dizisi, yapı veya alt birim bileşimi açısından farklılık göstermektedir ve dokular ile gelişim evreleri arasında farklı şekilde ifade edilebilmekte, böylece aynı metabolik adıma yerel olarak ayarlanmış özellikler kazandırmaktadır.
Tanım
İzoenzimler (izozimler), aynı reaksiyonu katalize eden bir enzimin çoklu moleküler formlarıdır ancak birincil yapı, alt birim bileşimi veya fiziksel özellikler açısından farklılık göstermektedir. Genellikle farklı genlerden veya alt birimlerin farklı kombinasyonlarından kaynaklanmaktadırlar.
Kapsam
Bu madde, izoenzimlerin ne olduğunu ve nasıl ortaya çıktığını, klasik bir örnek olarak laktat dehidrogenaz ailesini, izoenzim paternlerinin dokuya ve gelişime özgü ifadesini ve bu paternlerin nasıl tespit edildiğini kapsamaktadır. Bu, enzim çokluğuna ilişkin bir referans incelemesidir ve tanısal yorumlama veya klinik rehberlik kaynağı değildir.
Temel sorular
- İzoenzimler nelerdir ve birbirlerinden nasıl farklılaşırlar?
- İzoenzimler nasıl ortaya çıkar?
- Aynı reaksiyon neden dokuya özgü formlara ihtiyaç duyar?
- İzoenzim paternleri nasıl tespit edilir ve tanımlanır?
Anahtar kavramlar
- Bir enzimin çoklu moleküler formları
- Alt birim kombinasyonu (örn. LDH heterotetramerleri)
- Farklı genler ve translasyon sonrası varyantlar
- Dokuya ve gelişime özgü ifade
- İzoenzimler arasındaki kinetik ve düzenleyici farklılıklar
- İzoenzimlerin elektroforetik ayrımı
Mekanizmalar
İzoenzimler, ayrı genlerden, alternatif işlenmeden veya aktif enzime monte edilen alt birimlerin farklı kombinasyonlarından ortaya çıkabilmektedir. Ders kitabı örneği, aktif formu iki tür alt birimden oluşan bir tetramer olan laktat dehidrogenazdır; beş olası kombinasyon, karakteristik doku dağılımlarına ve kinetik özelliklere sahip beş izoenzim oluşturmaktadır. Formlar yük ve yapı bakımından farklılık gösterdiğinden, elektroforez ile ayrılabilmekte ve dokuya ve evreye özgü paternleri ortaya çıkarmaktadır. Bu farklılıklar, aynı kimyasal adımın yerel metabolik taleplere göre ayarlanmasına olanak tanırken, tek bir katalitik kimliği paylaşmalarını sağlamaktadır; bu nedenle izoenzimler hala ortak bir EC numarası almaktadır.
Klinik önem
İzoenzim paternleri dokular arasında farklılık gösterdiğinden, belirli formların göreceli bolluğu doku kökenini yansıtabilmektedir; bu, laboratuvar tıbbında enzim paternlerinin kullanımının temelini oluşturan bir prensiptir. Bu madde, izoenzimlerin biyokimyasını referans amacıyla açıklamaktadır ve tanısal yorumlama veya tedavi kararları için bir temel değildir.
Tarihçe
Tek bir enzim aktivitesinin birkaç ayrılabilir form olarak var olabileceği anlayışı, 1950'lerin sonlarında, Markert ve Moller'in (1959) dokuya, gelişime ve türe özgü çoklu formları tanımlaması ve izozim terimini tanıtmasıyla birlikte kristalleşmiştir. Markert'in sonraki ayrışma ve rekombinasyon deneyleri (1963), laktat dehidrogenaz izoenzimlerinin değiştirilebilir alt birimlerden oluştuğunu göstermiştir; bu durum, enzim çokluğu için alana model teşkil eden yapısal bir açıklama sunmuştur.
Öne çıkan isimler
- Clement L. Markert
İlgili konular
Temel eserler
- markert-moller-1959
- markert-1963
Sıkça sorulan sorular
- İzoenzimler farklı proteinlerse, neden aynı EC numarasını paylaşırlar?
- Çünkü EC sistemi enzimleri katalize ettikleri reaksiyona göre sınıflandırmaktadır ve izoenzimler aynı reaksiyonu katalize etmektedir; yapısal farklılıkları, EC numarasının kaydettiği katalitik kimliği değiştirmemektedir.
- Bir enzimin izoenzimleri farklı dokularda nasıl bulunur?
- Farklı genler veya alt birim kombinasyonları farklı dokularda ve gelişim evrelerinde ifade edilmektedir, bu nedenle her doku, metabolik ihtiyaçlarına uygun izoenzim kombinasyonunu bir araya getirmektedir.