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同工酶（同工酶）

次瀏覽 | 更新時(shí)間：2023-05-22

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同工酶

本詞條是多義詞，共2個(gè)義項(xiàng)

同工酶（isozyme，isoenzyme）廣義是指生物體內(nèi)催化相同反應(yīng)而分子結(jié)構(gòu)不同的酶。按照國(guó)際生化聯(lián)合會(huì)（IUB）所屬生化命名委員會(huì)的建議，則只把其中因編碼基因不同而產(chǎn)生的多種分子結(jié)構(gòu)的酶稱為同工酶。最典型的同工酶是乳酸脫氫酶（LDH）同工酶。同工酶的基因先轉(zhuǎn)錄成同工酶的信使核糖核酸，后者再轉(zhuǎn)譯產(chǎn)生組成同工酶的肽鏈，不同的肽鏈可以不聚合的單體形式存在，也可聚合成純聚體或雜交體，從而形成同一種酶的不同結(jié)構(gòu)形式。

同工酶是指催化相同的化學(xué)反應(yīng)，但其蛋白質(zhì)分子結(jié)構(gòu)、理化性質(zhì)和免疫性能等方面都存在明顯差異的一組酶

基本信息

中文名	同工酶
外文名	isozyme，isoenzyme
定義	生物體內(nèi)催化相同反應(yīng)而分子結(jié)構(gòu)不同的酶
分類	基因性或原級(jí)
環(huán)境	生物體
典型	乳酸脫氫酶（LDH）同工酶
種類	酶

收起

簡(jiǎn)介

同工酶

用電泳方法將LDH同工酶分離，分析其酶譜，發(fā)現(xiàn)脊椎動(dòng)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(zhì)，按排列組合可形成符合于電泳酶帶數(shù)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(xiě)成AB3、A2B2、A3B，稱為雜交體。

分類

基因性或原級(jí)

由不同基因產(chǎn)生的肽鏈而衍生的同工酶。這里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(diǎn)上，例如LDH中A、B兩條肽鏈的基因分別在第11及第12對(duì)染色體上，唾液淀粉酶和胰淀粉酶的基因在第1對(duì)染色體的不同位點(diǎn)上。這類同工酶因分子結(jié)構(gòu)差異較大，彼此間無(wú)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(duì)的等位基因上兩個(gè)基因結(jié)構(gòu)不同的情況，在遺傳學(xué)上稱為雜合子。雜合子在同一個(gè)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。在生物群體的不同個(gè)體中，有時(shí)同一基因位點(diǎn)上的一個(gè)（對(duì)雜合子來(lái)說(shuō)）或一對(duì)（對(duì)純合子來(lái)說(shuō)）基因也可發(fā)生遺傳變異，從而產(chǎn)生變異的酶，出現(xiàn)群體中的遺傳多態(tài)。不同個(gè)體中這些遺傳變異的酶也屬于基因性同工酶。其在免疫學(xué)上常有交叉反應(yīng)。

由同一基因轉(zhuǎn)錄出前體核糖核酸（前體RNA），經(jīng)過(guò)不同的加工剪接過(guò)程而生成多種不同的mRNA，再轉(zhuǎn)譯出多種肽鏈，從而組成同工酶。這類同工酶因發(fā)現(xiàn)較晚，在國(guó)際上尚無(wú)統(tǒng)一命名，彼此間也有交叉免疫。

次生或轉(zhuǎn)譯后

由同一基因、同一mRNA轉(zhuǎn)譯生成原始的酶蛋白，再經(jīng)過(guò)不同的化學(xué)修飾，如酰胺基水解、磷酸化、肽鏈斷裂、糖鏈上的糖基增減等形成不同結(jié)構(gòu)的酶蛋白，它們的免疫性往往相同。

國(guó)際生化協(xié)會(huì)命名委員會(huì)（CBN）建議只將原級(jí)同工酶列為同工酶，而將次生同工酶稱為共合酶，但不少生化學(xué)家還是把上述各類酶的不同結(jié)構(gòu)形式都包括在廣義的同工酶概念中。

功能

在動(dòng)、植物中，一種酶的同工酶在各組織、器官中的分布和含量不同，形成各組織特異的同工酶譜，叫做組織的多態(tài)性，體現(xiàn)各組織的特異功能。大多數(shù)基因性同工酶由于對(duì)底物親和力不同和受不同因素的調(diào)節(jié)，常表現(xiàn)不同的生理功能，例如動(dòng)物肝臟的堿性磷酸酯酶和肝臟的排泄功能有關(guān)，而腸粘膜的堿性磷酸酯酶卻參與脂肪和鈣、磷的吸收。對(duì)LDH催化的可逆反應(yīng)，心肌中富含的LDH1及LDH2在體內(nèi)傾向于催化乳酸的脫氫，而骨骼肌中豐富的LDH4及LDH5則有利于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(gè)反應(yīng)），卻不一定有相同的功能。

應(yīng)用

同工酶

在生物學(xué)中，同工酶可用于研究物種進(jìn)化、遺傳變異、雜交育種和個(gè)體發(fā)育、組織分化等。例如最原始的脊椎動(dòng)物七鰓鰻（Lamprey）只有一種LDH肽鏈，進(jìn)化到較高級(jí)的魚(yú)類才有A、B兩類肽鏈。又如通過(guò)對(duì)地理分布不同的物種間某一同工酶譜的普查可以推測(cè)物種的地理來(lái)源。動(dòng)、植物的遺傳變異可通過(guò)子代和親代同工酶譜的比較來(lái)鑒別。法醫(yī)學(xué)中也可用多種同工酶譜的分析來(lái)鑒定親子關(guān)系。細(xì)胞雜交或植物雜交育種后是否出現(xiàn)新品種也可用同工酶譜的比較來(lái)確定。在個(gè)體發(fā)育中，從胚胎到出生，再到成年，隨著組織的分化和發(fā)育，各種同工酶譜也有一個(gè)分化轉(zhuǎn)變的過(guò)程。某型同工酶在胚胎的大多數(shù)組織中出現(xiàn)，成為主要型式，稱為原始型同工酶。但出生后在某些組織中逐漸減少而被另一型同工酶取代，后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(shù)組織中存在，稱為成年型同工酶。在植物的不同發(fā)育階段，同樣可見(jiàn)同工酶譜的相應(yīng)改變。

在醫(yī)學(xué)方面，同工酶是研究癌瘤發(fā)生的重要手段，癌瘤組織的同工酶譜常發(fā)生胚胎化現(xiàn)象，即合成過(guò)多的胎兒型同工酶。如果這些變化可反映到血清中，則可利用血清同工酶譜的改變來(lái)診斷癌瘤。此外。因同工酶譜有臟器特異性，故測(cè)定血清同工酶?？奢^特異地反映某一臟器的病變，如血清的LDH1（B4）或MB型肌酸激酶（CK-MB）增加是診斷心肌梗塞較特異的指標(biāo)，較測(cè)定血清LDH或肌酸激酶（CK）總活力更為可靠。

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