Изоферменты
Изоферменты, как и другие изофункциональные белки, выполняют одинаковую функцию, т. е. катализируют одну и ту же реакцию. Однако по ряду свойств изоферменты могут различаться, например по молекулярной активности, по кинетике реакции, по способам регуляции, по стабильности.
- Различные изоферменты.
В основе особенностей изо-ферментов лежат генетически обусловленные различия их первичной структуры, обычно небольшие. Формы ферментов, образующиеся в результате модификации их молекул уже после синтеза, не называют изоферментами. Например, не являются изоферментами фосфорилированная и дефосфорилированная липазы жировой ткани.
Приведем в качестве примера изоферментов глюкокиназу и гексокиназу. Обе эти киназы катализируют превращение глюкозы в глюкозо-б-фосфат, но различаются по значению константы Михаэлиса, а также по локализации в организме: глюкокиназа — это фермент печени, а гексокиназа обнаруживается в печени, мышцах и многих других тканях. Физиологическое значение этих различий глю-кокиназы и гексокиназы описано в гл. 9.
Если фермент имеет олигомерную структуру и построен из неидентичных протомеров, то изоферменты могут получаться в результате различных комбинаций протомеров, подобно тому, как это имеет место в случае неферментного белка гемоглобина (гемоглобины A, F, А,). Например, лактатдегидрогеназа представляет собой тетрамер, в котором могут быть протомеры двух типов: Н и М. Возможны пять комбинаций этих протомеров в тетрамерной молекуле: М4, М3Нр М2Н2, МгН3 и Н4. Все пять комбинаций реализуются в организме. Протомеры М и Н различаются по электрофоретической подвижности, поэтому изоферменты лактатдегидрогеназы легко разделить методом электрофореза.
Не всегда просто решить, являются ли сходные ферменты изоферментами, или их следует отнести к разным ферментам. В качестве примера укажем на кар-бамоилфосфатсинтетазы I и П. Оба эти фермента синтезируют карбамоилфосфат (см. рис. 2. 26), но реакции различаются тем, что первый из них образует аминогруппу за счет аммиака, а второй — за счет амидной группы глутамина. Таким образом, продукт реакций в обоих случаях один и тот же, а субстраты фермента, хотя и сходны, но не идентичны. Карбамоилфосфатсинтетазы I и II различаются и по локализации в клетке, и по физиологической роли. Первый фермент находится в митохондриях, участвует в метаболическом пути синтеза мочевины, а второй — в цитозоле, участвует в синтезе пиримидиновых нуклеотидов. По-видимому, есть равные основания рассматривать эти ферменты и как изоферменты, и как разные ферменты.