Изоферменты (изоэнзимы, изозимы), ферменты, катализирующие идентичные реакции, но отличающиеся друг от друга строением и каталитическими свойствами. К изоферментам относят только те формы ферментов, появление которых связано с генетически детерминированными различиями в первичной структуре пептидной цепи. Более широкое понятие - множественные формы ферментов - включает как изоферменты, так и те формы ферментов, которые обладают свойствами изоферменты, но образуются в результате посттрансляц. модификаций. Последние могут осуществляться, например, в результате гликозилирования, фосфорилирования. аденилирования, амидирования и деамидирования остатков глутаминовой и аспарагиновой кислот пептидной цепи, а также путем частичного протеолиза последней с образованием более низкомол. продуктов. В модификации пептидных цепей участвуют специфич. ферменты - аденилилтрансфераза, гликозилтрансферазы. протеазы, фосфокиназы и другие изоферменты свойственны большинству ферментов, в т. ч. их мембраносвязанным формам, участвующим в метаболич. процессах, обеспечивающих выделение энергии при физ. нагрузках и покое (напр., для изоцитратдегидрогеназы, пируваткиназы, фруктозодифосфатальдолазы).
Состав и соотношение форм изоферментов (спектр изоферменты) изменяется в зависимости от их локализации в органах и тканях организмов одного вида и даже в разных субклеточных органеллах одной и той же клетки. На спектр изофермента оказывает влияние разное физиол. состояние организма и патологич. процессы, происходящие в нем. Поскольку изоферменты различаются по своим свойствам (оптимуму рН, активации ионами. по сродству к субстратам, ингибиторам. активаторам, кофакторам), то характер их распределения отражает регуляторные механизмы, контролирующие метаболизм. Так, например, лактатдегидрогеназа представлена в организме человека и животных пятью формами, каждая из которых представляет собой тетрамер, состоящий из субъединиц двух типов (a и b) в разных соотношениях. В сердце и печени представлена в осн. форма a4, а в мышцах - b4. Первая ингибируется избытком пировиноградной кислоты и поэтому преобладает в органах с аэробным типом метаболизм., вторая не ингибируется избытком этой кислоты и преобладает в мышцах с высоким уровнем гликолиза. О важной роли изоферменты в тонкой регуляции метаболич. процессов свидетельствует также изменение их спектра под влиянием разл. воздействий и физиол. состояний (охлаждение, гипоксия, денервация и др.).
Для исследования спектра изоферментов используют ионообменную хроматографию, гель-фильтрацию, электрофорез и изоэлектрофокусирование, а также иммунохим. методы с использованием антител. Наиб. широко используется дискэлектрофорез в полиакриламидном геле. Однако применение только этого метода для поиска изоферменты недостаточно, т.к. он не позволяет выявить генетически разл. формы ферментов, не различающиеся по заряду.
В связи с этим для более полной характеристики спектра изоферменты необходимо применять иммунохим. анализ и сравнивать спектры изоферменты мутантов. При выявлении изоферментов необходимо избегать условий выделения, при которых возможно возникновение артефактных форм. Так, для предотвращения частичного протеолиза в процессе выделения и хранения работу часто проводят в присутствии ингибиторов протеаз. При разделении мембранных ферментов необходимо максимально снижать концентрацию детергента, что позволяет избежать появления новых форм в результате образования мицелл с разным содержанием искомого мембранного фермента. Процедура выделения изоферменты должна быть максимально сокращена по времени.
Анализ спектра изоферментов в количественном и качественном отношениях в разл. тканях и органах человека имеет большое значение для диагностики некоторых заболеваний, в т. ч. и связанных с генетическими аномалиями. Напр., инфаркт миокарда сопровождается резким увеличением активности двух форм лактатдегидрогеназ - a4 и b4, причем эта аномалия сохраняется длительное время и может служить показателем течения болезни. Разл. формы гепатита сопровождаются изменениями спектров аспартатаминотрансферазы, малатдегидрогеназы, щелочной фосфатазы и некоторых др. ферментов. При диагностике ряда онкологич. заболеваний данные по анализу спектра изоферментов являются важным подтверждением диагноза и используются для прогноза метастазирования. Существование изоферментов установлено в 40-50-х гг. 20 в., когда были существенно усовершенствованы методы разделения белков.
