アイソザイム

アイソザイム（Isozyme）は、酵素としての触媒活性は極めて似通っているものの、構成するアミノ酸配列が異なるために分子構造が区別できる一群の酵素を指します。「アイソエンザイム（Isoenzyme）」とも呼ばれ、生化学の分野では、同じ機能を持つ酵素が異なる分子形態で存在する場合の「アイソフォーム」の一種として位置づけられています。

アイソザイムは、その由来によって厳密には二種類に分類されることがあります。一つは、全く異なる遺伝子座にコードされている「狭義のアイソザイム」です。もう一つは、同じ遺伝子座における異なる対立遺伝子に由来し、わずかにアミノ酸配列が異なる「アロザイム（Allozyme）」です。しかし、多くの場合、これらを区別せず、まとめて広義の「アイソザイム」として扱われます。

狭義のアイソザイムの中には、生物個体の発生や成長の段階に伴って、体内での存在比率が大きく変化するタイプも知られています。例えば、乳児期と成人期とで特定の酵素のアイソザイム構成が異なる場合などです。

また、疾患の診断や病態把握において、アイソザイムの分析が重要な役割を果たすことがあります。血液中に含まれる酵素、特に細胞が障害された際に血中に逸脱する酵素（逸脱酵素）の一部は、特定の臓器や組織に特異的なアイソザイム組成を持つことがあります。例えば、エネルギー代謝に関わる乳酸脱水素酵素（LDH）には複数のアイソザイムが存在し、心筋梗塞や肝疾患など、障害を受けた臓器によって血中のLDHアイソザイムの比率が特徴的に変化します。このようなアイソザイムのパターンを分析することで、疾患の種類や病変部位を特定するための重要な情報が得られるのです。

アイソザイムを分析するための手法は複数開発されてきました。代表的なものとしては、特定の酵素阻害剤に対する活性の変化を調べる方法や、電気泳動を用いて分子量や等電点のわずかな違いを利用して分離・検出する方法があります。さらに、特定のアイソザイムに対する抗体を用いた免疫学的な手法も用いられます。

アイソザイムは、それをコードする遺伝子の情報（遺伝子型）を間接的に反映しています。この性質から、かつては「遺伝子マーカー」として広く利用されました。1960年代以降、アイソザイム分析は、生物種の進化的な関係性を調べる分類学の研究や、個々の生物または集団の遺伝的多様性や遺伝的構造を明らかにする研究において盛んに活用されました。特に、多数の個体から採取したサンプルをまとめて電気泳動で分析することで、集団内での特定の遺伝子の存在頻度（遺伝子頻度）を比較的容易に推定できたため、集団遺伝学の研究ツールとして非常に有効でした。

しかし、近年の分子生物学の急速な発展により、遺伝子そのものであるDNAの配列を直接的に調べる技術が普及しました。現在では、DNAシークエンシングやDNAマーカー（マイクロサテライト、SNPなど）を用いた分析が主流となりつつあります。これにより、アイソザイム分析は、分子分類学やDNA鑑定といった分野における主要な手法の座を、より直接的かつ高精度なDNAレベルの分析方法に譲りつつあります。それでもなお、特定の生理的・病理的状態における酵素の機能や局在を理解する上で、アイソザイムの概念や分析は依然として重要であり、基礎研究や臨床検査において活用されています。

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