Isoform
Isoform beschreibt in der Chemie ein Molekül identischer Zusammensetzung, aber unterschiedlichen Aufbaus im Vergleich zu einem zweiten.
In der Molekularbiologie spricht man dagegen von einer Isoform, wenn eine Version eines Gens, einer RNA oder eines Proteins mit leichten bis größeren Unterschieden auftritt. Oftmals sind Spleißvarianten die Ursache von RNA- bzw. Protein-Isoformen, d. h. ein Gen wird in verschiedenen Varianten exprimiert. Auch andere posttranskriptionale (siehe Transkription (Biologie), z. B. RNA-Edition) oder posttranslationale Modifikationen (siehe Translation (Biologie), z. B. Glykosylierung) können unterschiedliche Isoformen verursachen. Auch verwandte Gene und Pseudogene, die durch Genduplikation von einem gemeinsamen Gen-Vorfahren stammen, werden bisweilen als Isoformen bezeichnet.
Die Entdeckung von vielen Isoformen erklärt die relativ geringe Zahl der Gene, welche im Human Genome Project gefunden wurde: die Möglichkeit viele unterschiedliche Genprodukte herzustellen erweitert die Diversität des Genoms um ein Vielfaches.
Genetische Isoformen können mittels RT-PCR, Screening von cDNA-Banken, Western-Blots und vielen weiteren Methoden der Molekularbiologie untersucht werden.
Isoenzym
Als Isoenzym (auch Isozym) bezeichnet man eine von mehreren Formen eines Enzyms, die alle die gleiche Reaktion katalysieren, wobei die einzelnen Formen sich in der Struktur (Aminosäurensequenz) unterscheiden. Isoenzyme sind mit den Methoden der Enzymkinetik und der Proteinchemie zu unterscheiden.
Die Bedeutung des Auftretens mehrerer Enzyme für ein und dieselbe Reaktion kann einerseits in unterschiedlichen kinetischen Parametern (Affinität, Wechselzahl) liegen, andererseits können Isoenzyme unterschiedlich auf regulatorische Signale (Inhibitoren, Aktivatoren) ansprechen.
Das Vorkommen von Isoenzymen weist auf folgende Aspekte hin:
- feinere Steuerung von Stoffwechselreaktionen,
- unterschiedliche Stoffwechselmuster in verschiedenen Organen,
- unterschiedliche Lokalisation und Rolle eines Enzyms im Stoffwechsel innerhalb eines Zelltyps.
Beispiele
- Glucokinase (Leber; Pankreas)/ Hexokinase (ubiquitär),
- Lactatdehydrogenasen vom Skelettmuskel (M-Typ) bzw. Herzmuskel (H-Typ); nur das H44-Enzym wird in Gegenwart von NAD+ und Pyruvat inhibiert.
- Kreatinkinasen besitzen zwei Untereinheiten. KKmm kommen spezifisch im Skelettmuskel vor, KKbb im Gehirn und KKmb im Herzmuskel.
- Ein erhöhter Spiegel der KKmb-Isoform im Blut deutet z.B. eindeutig auf einen Herzinfarkt hin.
Literatur
- Jeremy M. Berg, John L. Tymoczko, Lubert Stryer: Biochemie. 6 Auflage, Spektrum Akademischer Verlag, Heidelberg 2007. ISBN 978-3-8274-1800-5.
- Donald Voet, Judith G. Voet: Biochemistry. 3. Auflage, John Wiley & Sons, New York 2004. ISBN 0-471-19350-X.
- Bruce Alberts, Alexander Johnson, Peter Walter, Julian Lewis, Martin Raff, Keith Roberts: Molecular Biology of the Cell, 5. Auflage, Taylor & Francis 2007, ISBN 978-0815341062.