Содержание
Карбоновая ангидраза является важнейшим ферментом, который действует в клетках животных, растительных клетках и в окружающей среде для стабилизации концентрации углекислого газа. Без этого фермента превращение диоксида углерода в бикарбонат и наоборот было бы чрезвычайно медленным, и было бы почти невозможно осуществить жизненные процессы, такие как фотосинтез у растений и людей, выделяющих диоксид углерода во время дыхания. Хотя он выполняет много полезных функций, он также может повредить человеческий организм, даже вызывая некоторые формы рака.
В людях
Углекислый газ образуется в виде отходов от расщепления сахаров и жиров, а также при дыхании, поэтому его необходимо транспортировать через легкие к организму. Карбоновая ангидраза преобразует CO2 в угольную кислоту в процессе ее транспортировки клетками крови, а затем превращается обратно в углекислый газ. Поскольку многие функции организма зависят от определенного значения pH, карбоангидраза регулирует кислотность химической среды, чтобы предотвратить повреждение организма.
В растениях
Подобно клеткам животных, клетки растений транспортируют газообразный углекислый газ в виде бикарбоната, прежде чем преобразовать его обратно для использования в фотосинтезе для выработки пищи для растения. Одно из отличий состоит в том, что растительные клетки получают углекислый газ из воздуха и почвы, а не производят его. Структура может быть почти полностью другой, так как она имеет другую аминокислотную последовательность и использует ион металлического цинка, который взаимодействует с атомами кислорода, также по другому механизму, чем у людей и животных. Версия растения обнаружена в жидкой части клетки, а версия животного - в митохондриях клетки.
В океане
Атмосферный CO2 поглощается в океане ангидразой углекислого газа и превращается в углекислоту, понижая общий pH океана с течением времени. По мере того, как все больше и больше углекислого газа выделяется и затем удаляется из атмосферы, океан становится все более кислым, что потенциально может повредить морской жизни. Морские водоросли затем поглощают растворенные бикарбонат-ионы и превращают их в углекислый газ.
Остановка карбоангидразы
Хотя фермент полезен во многих случаях, он также катализирует негативное воздействие на организм, и для противодействия этой активности доступен специальный тип препарата, называемый ингибитором карбоангидразы. Заболевание, вызванное активностью этого фермента, но не самого фермента, представляет собой глаукому, при которой давление от накопления кислой жидкости со временем снижает зрение. Некоторые формы рака также ускоряются карбоангидразой, включая рак яичников, молочной железы, толстой кишки и почек.