Isoentsyymit ovat entsyymejä, jotka katalysoivat identtisiä kemiallisia reaktioita, mutta koostuvat erilaisista aminohapposekvensseistä. Niitä kutsutaan joskus isotsyymeiksi. Isoentsyymit ovat eri geenien tuottamia, eivätkä ne ole tarpeettomia samanlaisista toiminnoista huolimatta. Niitä esiintyy monissa kudoksissa koko kehossa ja ne ovat tärkeitä erilaisille kehitys- ja aineenvaihduntaprosesseille.
Kun organismi kehittyy, geenien päällekkäisyyttä esiintyy toisinaan. Tämä voi olla seurausta homologisesta rekombinaatiosta tai geenien korjaamisesta. Kun luonnollinen valinta suosii päällekkäistä geneettistä materiaalia, kuten tapauksissa, joissa sama geeni on hyödyllinen eri prosesseissa, kaksoiskappaleen koodaus säilyy ja muodostuu isoentsyymejä.
Isoentsyymit ovat hyödyllisiä biokemiallisia markkereita, ja niitä voidaan mitata verenkierrossa sairauksien diagnosoimiseksi. Alkalinen fosfataasi (ALP) ja laktaattidehydrogenaasi (LDH) ovat esimerkkejä isoentsyymeistä, joita käytetään yleisesti tähän tarkoitukseen.
LDH on välttämätön anaerobiselle hengitykselle. Kun happipitoisuus on alhainen, LDH muuntaa pyruvaatin laktaatiksi ja tarjoaa lihasenergian lähteen. Tätä entsyymiä on ihmiskehossa viidessä isoentsyymilajikkeessa, numeroituina LDH-1-LDH-5, ja sitä löytyy eri kudoksista, mukaan lukien sydän, maksa ja keuhkot.
LDH -isoentsyymien kohonneet tasot voivat osoittaa kudosvaurioita. Esimerkiksi sydänkohtauksen jälkeen seerumin LDH-1-taso on korkeampi kuin LDH-2: n, koska vaurioitunut sydänkudos, joka on runsaasti LDH-1: tä, vapauttaa kyseisen isoentsyymin verenkiertoon. Korkeita LDH-5-pitoisuuksia esiintyy pääasiassa kasvaimissa ja ne voivat osoittaa syövän.
ALP on entsyymi, joka poistaa fosfaattiryhmiä kehon molekyyleistä ja on tärkeä maksan, suoliston ja istukan oikean toiminnan kannalta. Epänormaalin korkea tai matala ALP -taso voi viitata erilaisiin tiloihin, mukaan lukien maksasairaus, luusairaus ja raskaus. ALP -isoentsyymi osallistuu myös luun kasvuun, ja tämän isoentsyymin korkeat tasot voivat osoittaa uuden luun muodostumista.
Isoentsyymit voidaan erottaa toisistaan geelelektroforeesilla. Geelelektroforeesissa isoentsyymifragmentit vedetään paksuun geeliin sähkövarauksella. Jokaisella isoentsyymillä on oma varauksensa, koska se on ainutlaatuinen aminohapposekvenssi. Tämä mahdollistaa geelelektroforeesin erottaa fragmentit nauhoiksi tunnistamista varten.
Molekyylimarkkereina isoentsyymit ovat hyödyllisiä populaatiogenetiikassa. Isoentsyymitutkimuksia tehdään populaatiotasolla geneettisen vaihtelun ja geenivirran analysoimiseksi. Isoentsyymien läsnäolo voidaan analysoida tapauksissa, joissa esiintyy uusia fenotyyppejä tai fysiologisia vaihteluita lajien sisällä.