Isoenzim adalah enzim yang mengkatalisis reaksi kimia yang identik tetapi terdiri dari urutan asam amino yang berbeda. Mereka kadang-kadang disebut sebagai isozim. Isoenzim diproduksi oleh gen yang berbeda dan tidak berlebihan meskipun fungsinya serupa. Mereka terjadi di banyak jaringan di seluruh tubuh dan penting untuk proses perkembangan dan metabolisme yang berbeda.
Sebagai organisme berkembang, duplikasi gen kadang-kadang terjadi. Ini mungkin hasil dari rekombinasi homolog atau perbaikan gen. Ketika seleksi alam menyukai materi genetik duplikat, seperti dalam kasus di mana gen yang sama berguna untuk proses yang berbeda, pengkodean duplikat dipertahankan, dan isoenzim terbentuk.
Isoenzim adalah penanda biokimia yang berguna dan dapat diukur dalam aliran darah untuk mendiagnosis kondisi medis. Alkaline phosphatase (ALP) dan lactate dehydrogenase (LDH) adalah contoh isoenzim yang umum digunakan untuk tujuan ini.
LDH sangat penting untuk respirasi anaerob. Ketika kadar oksigen rendah, LDH mengubah piruvat menjadi laktat, menyediakan sumber energi otot. Enzim ini terdapat dalam lima jenis isoenzim dalam tubuh manusia, bernomor LDH-1 sampai LDH-5, dan dapat ditemukan di berbagai jaringan, termasuk jantung, hati dan paru-paru.
Peningkatan kadar isoenzim LDH spesifik dapat mengindikasikan kerusakan jaringan. Misalnya, setelah serangan jantung, kadar LDH-1 serum lebih tinggi daripada LDH-2 karena jaringan jantung yang rusak, yang kaya LDH-1, melepaskan isoenzim itu ke dalam aliran darah. Kadar LDH-5 yang tinggi ditemukan terutama pada tumor dan dapat mengindikasikan adanya kanker.
ALP adalah enzim yang menghilangkan gugus fosfat dari molekul dalam tubuh dan penting untuk fungsi hati, usus, dan plasenta yang benar. Tingkat ALP yang tinggi atau rendah secara tidak normal dapat mengindikasikan berbagai kondisi, termasuk penyakit hati, penyakit tulang, dan kehamilan. Isoenzim ALP juga terlibat dalam pertumbuhan tulang, dan kadar isoenzim yang tinggi ini dapat mengindikasikan pembentukan tulang baru.
Isoenzim dapat dibedakan satu sama lain menggunakan elektroforesis gel. Dalam elektroforesis gel, fragmen isoenzim ditarik melalui gel tebal dengan muatan listrik. Setiap isoenzim memiliki muatan yang berbeda karena urutan asam amino yang unik. Hal ini memungkinkan elektroforesis gel untuk memisahkan fragmen menjadi pita untuk identifikasi.
Sebagai penanda molekuler, isoenzim berguna dalam genetika populasi. Studi isoenzim dilakukan pada tingkat populasi untuk menganalisis variasi genetik dan aliran gen. Kehadiran isoenzim dapat dianalisis dalam kasus fenotipe baru, atau variasi fisiologis, dalam spesies.