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Einführung in die Kinetik III (Biokatalyse)

Isoenzyme

Enzyme, welche die gleiche Reaktion katalysieren, jedoch unterschiedliche Struktur besitzen, nennt man Isozyme oder Isoenzyme. Die Strukturunterschiede ergeben sich durch Codierung unterschiedlicher Gene. Isozyme können nebeneinander in derselben Zelle vorkommen. Sie besitzen ähnliche, jedoch nicht identische Aminosäure-Sequenzen und haben eindeutig gemeinsamen evolutionären Ursprung (Entstehung z.B. durch Duplikation genetischen Materials).

Unterscheidungen gibt es auch hinsichtlich der kinetischen und regulatorischen Eigenschaften der Enzyme; außerdem können unterschiedliche Cofaktoren oder Coenzyme genutzt werden. Damit werden mehrere Funktionen erfüllt:

  • Sie passen die Reaktion und deren Produkte den unterschiedlichen Stoffwechselvorgängen in verschiedenen Organen an. Sie können unterschiedliche räumliche Positionen innerhalb der Zelle einnehmen.
  • Sie passen die Reaktion und deren Produkte der Differenzierung und Entwicklung von Zellen an. Dabei kann ein bestimmtes Isozym zum Beispiel nur zu einer bestimmten Zeit in einem bestimmten Kompartiment oder Organ während der Ontogenese exprimiert sein, während ein anderes Isozym konstant exprimiert wird (Expression).
  • Sie ermöglichen durch unterschiedliche Sensitivität auf allosterische Modulatoren die Feineinstellung des Stoffwechsels (Allosterie).

Beispiel für Isoenzyme sind die Lactat-Dehydrogenase, die Alkohol-Dehydrogenase und die Carboanhydrase.

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