Izoencimi so encimi, ki katalizirajo enake kemične reakcije, vendar so sestavljeni iz različnih zaporedij aminokislin. Včasih jih imenujemo izoencimi. Izoencime proizvajajo različni geni in kljub podobnim funkcijam niso odveč. Pojavljajo se v številnih tkivih po telesu in so pomembni za različne razvojne in presnovne procese.
Ko se organizem razvija, občasno pride do podvajanja genov. To je lahko posledica homologne rekombinacije ali popravila genov. Kadar naravna selekcija daje prednost podvojenemu genetskemu materialu, kot v primerih, ko je isti gen uporaben za različne procese, se dvojno kodiranje ohrani in nastanejo izoencimi.
Izoencimi so koristni biokemični markerji in jih je mogoče izmeriti v krvnem obtoku za diagnosticiranje zdravstvenih stanj. Alkalna fosfataza (ALP) in laktat dehidrogenaza (LDH) sta primera izoencimov, ki se običajno uporabljajo za ta namen.
LDH je bistvenega pomena za anaerobno dihanje. Ko so ravni kisika nizke, LDH pretvori piruvat v laktat, ki zagotavlja vir mišične energije. Ta encim obstaja v petih vrstah izoencimov v človeškem telesu, oštevilčenih od LDH-1 do LDH-5, in ga lahko najdemo v različnih tkivih, vključno s srcem, jetri in pljuči.
Povišane ravni specifičnih izoencimov LDH lahko kažejo na poškodbo tkiva. Na primer, po srčnem napadu je raven LDH-1 v serumu višja od ravni LDH-2, ker poškodovano srčno tkivo, ki je bogato z LDH-1, sprosti ta izoencim v krvni obtok. Visoke ravni LDH-5 se nahajajo predvsem v tumorjih in lahko kažejo na prisotnost raka.
ALP je encim, ki odstranjuje fosfatne skupine iz molekul v telesu in je pomemben za pravilno delovanje jeter, črevesja in posteljice. Nenormalno visoke ali nizke ravni ALP lahko kažejo na različna stanja, vključno z boleznijo jeter, boleznijo kosti in nosečnostjo. Izoencim ALP sodeluje tudi pri rasti kosti, visoke ravni tega izoencima pa lahko kažejo na nastanek nove kosti.
Izoencime se lahko razlikujejo med seboj z gelsko elektroforezo. Pri gelski elektroforezi se izoencimski fragmenti z električnim nabojem potegnejo skozi debel gel. Vsak izoencim ima zaradi svojega edinstvenega zaporedja aminokislin poseben naboj. To omogoča gelsko elektroforezo, da loči fragmente v trakove za identifikacijo.
Kot molekularni markerji so izoencimi uporabni v populacijski genetiki. Izoencimske študije se izvajajo na populacijski ravni za analizo genetskih variacij in pretoka genov. Prisotnost izoencimov je mogoče analizirati v primerih novih fenotipov ali fizioloških variacij znotraj vrste.