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Isoenzymes

Isoenzymes

Les isoenzymes ou isozymes sont plusieurs formes du même enzyme qui catalysent la même réaction chimique. Elles présentent différentes propriétés chimiques et physiques : la mobilité électrophorétique, les propriétés cinétiques, la séquence d'acides aminés, la composition en acides aminés.

Lactate Dehydrogenase

• La lactate déshydrogénase (LDH) est une enzyme présente dans une grande variété d'organismes
• EC 1 = oxydoréductase.
• EC 1.1 = agissant sur le groupe CH-OH du donneur.
• EC 1.1.1 = avec NAD ou NADP comme accepteur.
• EC 1.1.1.27 = lactate déshydrogénase L.
• Poids moléculaire - 32 kD et elle est tétramère
• M (A) - muscle – chromosome 11 (basique)
• H (B) - cœur – chromosome 12 (acide)

• La lactate déshydrogénase, convertit réversiblement le lactate en pyruvate, dans différents tissus.
• La LDH se compose de 5 isoenzymes – LDH1, LDH2, LDH3, LDH4 et LDH5
• Ces isoenzymes sont séparées par électrophorèse en acétate de cellulose à pH 8,6
• Valeurs normales :
• Sérum - 100 à 200 U/L
• LCR - 7 à 30 U/L (liquide céphalo-rachidien)
• Urine - 40 à 100 U/L

LDH reaction

LDH isoforms

LDH isoforms

Clinical significance of LDH

• Dans le sérum normal, l'isoenzyme prédominant LDH2 (H3M) et LDH5 sont rarement observés.
• En cas d'infarctus du myocarde, les niveaux de LDH1 (H4) sont supérieurs à ceux de LDH2.
• Anémie mégaloblastique (50 fois la limite supérieure de LDH 1 et LDH 2)
• Dystrophie musculaire, LDH5 (M4) est augmenté.
• Hépatite toxique avec jaunisse (10 fois plus de LDH5)

• Maladie rénale - nécrose tubulaire ou pyélonéphrite, embolie pulmonaire LDH 3 (destruction massive des plaquettes)
• La LDH totale est augmentée dans les maladies néoplasiques.
• La LDH5 est augmentée dans le cancer du sein, les malignités du SNC, le carcinome de la prostate.
• Dans les leucémies, les niveaux de LDH2 et LDH3 sont augmentés.
• Dans les tumeurs malignes du testicule et des ovaires, les niveaux de LDH2, LDH3 et LDH5 sont augmentés.

• Méningite bactérienne – LDH4 et LDH5
• Méningite virale - LDH1
• Tumeurs métastatiques - LDH5

Creatinine phosphokinase (CPK)

• Elle catalyse la créatine en créatine phosphate.
• Valeur normale dans le sérum :
• 15-100 U/L pour les hommes et 10-80 U/L pour les femmes.
• La CPK se compose de 3 isoenzymes.
• Chaque isoenzyme de la CK est un dimère ;
• Poids moléculaire de 40 kD.
• Les sous-unités sont appelées B pour le cerveau (chromosome -14) et M pour le muscle (chromosome -19).

Creatine Phosphokinase (CPK)

• It is an important enzyme in energy metabolism.
• Immediate source of ATP in contracting muscle.

• Three Iso-enzymes are separated by electrophoresis.
• CPK-1 (also called CPK-BB) is found mostly in the brain & lungs.
• CPK-2 (also called CPK-MB) is found mostly in the heart.
• CPK-3 (also called CPK-MM) is found mostly in skeletal muscle.

Creatine phosphokinase isoenzymes

Clinical significance of CK

• CPK & heart attack:
• CPK2 isoenzymes is very small, (2% of total CPK activity) & undetectable in plasma.
• In myocardial infarction (MI), CPK2 levels are increased within 4 hrs, then falls rapidly.
• Total CPK level is elevated up to 20-folds in MI.

CPK & Muscle diseases

• CPK level is elevated in muscular dystrophy (500-1500U/L)
• CPK level is highly elevated in crush injury, fracture & acute cerebrovascular accidents.
• Estimation of total CPK is employed in muscular dystrophies & CPK-MB isoenzyme is estimated in myocardial infarction.

Clinical significance

• It is present in serum when there is extensive tissue damage causing breakdown of mitochondrial & cell wall.
• Its presence in serum indicates cellular damage, seen in malignancies.

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