Изоферменты

(изоэнзимы, изозимы), ферменты, катализирующие идентичные р-ции, но отличающиеся друг от друга строением и каталитич. Св-вами. К И. Относят только те формы ферментов, появление к-рых связано с генетически детерминир. Различиями в первичной структуре пептидной цепи. Более широкое понятие - множественные формы ферментов - включает как И., так и те формы ферментов, к-рые обладают св-вами И., но образуются в результате посттрансляц. Модификаций. Последние могут осуществляться, напр., в результате гликозилирования, фосфорилирования, аденилирования, амидирования и деамидирования остатков глутаминовой и аспарагиновой к-т пептидной цепи, а также путем частичного протеолиза последней с образованием более низкомол. Продуктов.

В модификации пептидных цепей участвуют специфич. Ферменты - аденилилтрансфераза, гликозилтрансферазы, протеазы, фосфокиназы и др. И. Свойственны большинству ферментов, в т. Ч. Их мембраносвязанным формам, участвующим в метаболич. Процессах, обеспечивающих выделение энергии при физ. Нагрузках и покое (напр., для изоцитратдегидрогеназы, пируваткиназы, фруктозодифосфатальдолазы). Состав и соотношение форм И. (спектр И.) изменяется в зависимости от их локализации в органах и тканях организмов одного вида и даже в разных субклеточных органеллах одной и той же клетки. На спектр И. Оказывает влияние разное физиол. Состояние организма и патологич. Процессы, происходящие в нем. Поскольку И. Различаются по своим св-вам (оптимуму рН, активации ионами, по сродству к субстратам, ингибиторам, активаторам, кофакторам), то характер их распределения отражает регуляторные механизмы, контролирующие метаболизм.

Так, напр., лактатдегидрогеназа представлена в организме человека и животных пятью формами, каждая из к-рых представляет собой тетрамер, состоящий из субъединиц двух типов (a и b) в разных соотношениях. В сердце и печени представлена в осн. Форма a4, а в мышцах - b4. Первая ингибируется избытком пировиноградной к-ты и поэтому преобладает в органах с аэробным типом метаболизма, вторая не ингибируется избытком этой к-ты и преобладает в мышцах с высоким уровнем гликолиза. О важной роли И. В тонкой регуляции метаболич. Процессов свидетельствует также изменение их спектра под влиянием разл. Воздействий и физиол. Состояний (охлаждение, гипоксия, денервация и др.). Для исследования спектра И. Используют ионообменную хроматографию, гель-фильтрацию, электрофорез и изоэлектрофокусирование, а также иммунохим.

Методы с использованием антител. Наиб. Широко используется дискэлектрофорез в полиакриламидном геле. Однако применение только этого метода для поиска И. Недостаточно, т. К. Он не позволяет выявить генетически разл. Формы ферментов, не различающиеся по заряду. В связи с этим для более полной характеристики спектра И. Необходимо применять иммунохим. Анализ и сравнивать спектры И. Мутантов. При выявлении И. Необходимо избегать условий выделения, при к-рых возможно возникновение артефактных форм. Так, для предотвращения частичного протеолиза в процессе выделения и хранения работу часто проводят в присут. Ингибиторов протеаз. При разделении мембранных ферментов необходимо максимально снижать концентрацию детергента, что позволяет избежать появления новых форм в результате образования мицелл с разным содержанием искомого мембранного фермента.

Процедура выделения И. Должна быть максимально сокращена по времени. Анализ спектра И. В количественном и качественном отношениях в разл. Тканях и органах человека имеет большое значение для диагностики нек-рых заболеваний, в т. Ч. И связанных с генетич. Аномалиями. Напр., инфаркт миокарда сопровождается резким увеличением активности двух форм лактатдегидрогеназ - a4 и b4, причем эта аномалия сохраняется длит. Время и может служить показателем течения болезни. Разл. Формы гепатита сопровождаются изменениями спектров аспартатаминотрансферазы, малатдегидрогеназы, щелочной фосфатазы и нек-рых др. Ферментов. При диагностике ряда онкологич. Заболеваний данные по анализу спектра И. Являются важным подтверждением диагноза и используются для прогноза метастазирования.

Существование И. Установлено в 40-50-х гг. 20 в., когда были существенно усовершенствованы методы разделения белков. Лит. Уилкинсон Дж., Изоферменты, пер. С англ., М., 1968. Редькин П. С., "Успехи современной биологии". 1974, т. 78. № 4. С. 42-56. Денисова Г. Ф., там же, 1977. Т. 84. № 1, с. 22-37. Мецлер Д., Биохимия, пер. С англ., т. 2. М., 1980. С. 66-68. Н. Д. Габриэлян. .