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同工酶
(生物學術語)
鎖定
- 中文名
- 同工酶
- 外文名
- isozyme,isoenzyme
- 環 境
- 生物體
- 種 類
- 酶
同工酶簡介
用電泳方法將LDH同工酶分離,分析其酶譜,發現脊椎動物各組織中有五條酶帶。每條酶帶的酶蛋白都是由四條肽鏈組成的四聚體,LDH有兩類肽鏈,A(M)或B(H),各有不同的免疫性質,按排列組合可形成符合於電泳酶帶數的五種同工酶。LDH1及LDH5分別由純粹的4條B鏈(B4)和4條A鏈(A4)形成,稱為純聚體;而LDH2、LDH3和LDH4都是由兩類肽鏈雜交而成的,分別可寫成AB3、A2B2、A3B,稱為雜交體。
同工酶分類
同工酶基因性或原級
由不同基因產生的肽鏈而衍生的同工酶。這裏所指的不同基因可以在不同染色體或在同一染色體的不同位點上,例如LDH中A、B兩條肽鏈的基因分別在第11及第12對染色體上,唾液澱粉酶和胰澱粉酶的基因在第1對染色體的不同位點上。這類同工酶因分子結構差異較大,彼此間無交叉免疫。但同工酶的不同基因也可以是同源染色體的等位基因,這種成對的等位基因上兩個基因結構不同的情況,在遺傳學上稱為雜合子。雜合子在同一個體中可合成同一種酶的兩種不同肽鏈,或亞基,這兩種亞基尚可雜交,形成同工酶。在生物羣體的不同個體中,有時同一基因位點上的一個(對雜合子來説)或一對(對純合子來説)基因也可發生遺傳變異,從而產生變異的酶,出現羣體中的遺傳多態。不同個體中這些遺傳變異的酶也屬於基因性同工酶。其在免疫學上常有交叉反應。
同工酶次生或轉譯後
同工酶功能
在動、植物中,一種酶的同工酶在各組織、器官中的分佈和含量不同,形成各組織特異的同工酶譜,叫做組織的多態性,體現各組織的特異功能。大多數基因性同工酶由於對底物親和力不同和受不同因素的調節,常表現不同的生理功能,例如動物肝臟的鹼性磷酸酯酶和肝臟的排泄功能有關,而腸粘膜的鹼性磷酸酯酶卻參與脂肪和鈣、磷的吸收。對LDH催化的可逆反應,心肌中富含的LDH1及LDH2在體內傾向於催化乳酸的脱氫,而骨骼肌中豐富的LDH4及LDH5則有利於丙酮酸還原而生成乳酸。所以同工酶只是做相同的“工作”(即催化同一個反應),卻不一定有相同的功能。
同工酶應用
在生物學中,同工酶可用於研究物種進化、遺傳變異、雜交育種和個體發育、組織分化等。例如最原始的脊椎動物七鰓鰻(Lamprey)只有一種LDH肽鏈,進化到較高級的魚類才有A、B兩類肽鏈。又如通過對地理分佈不同的物種間某一同工酶譜的普查可以推測物種的地理來源。動、植物的遺傳變異可通過子代和親代同工酶譜的比較來鑑別。法醫學中也可用多種同工酶譜的分析來鑑定親子關係。細胞雜交或植物雜交育種後是否出現新品種也可用同工酶譜的比較來確定。在個體發育中,從胚胎到出生,再到成年,隨着組織的分化和發育,各種同工酶譜也有一個分化轉變的過程。某型同工酶在胚胎的大多數組織中出現,成為主要型式,稱為原始型同工酶。但出生後在某些組織中逐漸減少而被另一型同工酶取代,後者在胚胎組織中幾乎不存在或含量極微,只在分化成熟的少數組織中存在,稱為成年型同工酶。在植物的不同發育階段,同樣可見同工酶譜的相應改變。