Vad är karbonanhydras?

August 20

Karbanhydras är ett protein som hjälper till att reglera den syra-bas-balans och pH i blod och andra animaliska vävnader. Det är främst känd för dess roll i att omvandla koldioxid till vätekarbonat för att transporteras till lungorna. Detta protein är närvarande i de flesta organismer, från bakterier till växter. Det är också av läkemedels intresse, med flera läkemedel som är hämmare av sin verksamhet.

Koldioxid (CO 2) framställs av aerob respiration och nedbrytning av fett. Det avlägsnas från kroppen genom utandning från lungorna. Den koldioxid som produceras i hela kroppen behöver transporteras genom blodet att komma till lungorna. Det transporteras i flera former, främst som bikarbonat, HCO3 -. Bikarbonat är CO 2 - med en OH-grupp bunden. När bikarbonatet når lungorna, är det omvandlas tillbaka till koldioxid, så att den kan andas ut från kroppen.

Karbanhydras omvandlar koldioxid till bikarbonat i en reversibel reaktion, främst i röda blodkroppar. Denna reaktion kan inträffa spontant, men priset är alldeles för långsam för bodyâ € s behov. Att vara ett enzym, snabbar karbanhydras upp reaktionshastigheten dramatiskt. Det är en av de snabbaste enzymer kända. Denna reaktion svälls bikarbonatet i cellerna, eftersom den inte kan diffundera in och ut ur celler som koldioxid kan.

Karbanhydras har en molekyl av zink vid dess aktiva säte, och är en del av en klass av enzymer som kallas metalloenzymer. Detta är en del av orsaken människor kräver zink i kosten. Den kolsyraanhydras mekanismen involverar en molekyl vatten bindning till zinkatomen. En OH-grupp binder sedan till kolatomen av CO2, vilket resulterar i en bikarbonatjon. Detta följs av frisättningen av H +, en proton.

Det finns ett antal olika karbonsyraestrar anhydrases som finns i olika organismer. Det finns fem kända klasser som tycks ha utvecklats självständigt. En av klasserna är alfaklass som innefattar åtminstone 14 former av humana enzymer. Deras egenskaper varierar beroende på den cellulära fack eller vävnaden de är belägna i.

Många av de former är extracellulära eller membranbundna. Detta kan bidra till att förbättra diffusionen av koldioxid och protoner inom cellen. Karbanhydras kan störa intracellulära pH-gradienter genom att öka protonrörelse. Detta kan hjälpa cellen att hålla ett konstant cellulär pH. Överskott intracellulära protoner kan störa många cellulära reaktioner.

Rollen av karbanhydras varierar i olika vävnad. I magen, är det involverat i sekretion av magsyra, medan den håller saliv neutrala. Det påverkar också vatteninnehållet i celler i ögon och njurar. Om kolsyra anhydrases på dessa platser är frånvarande eller inte fungerar korrekt, kan detta leda till sjukdom. Till exempel, om för mycket vätska ansamlas i ögat, kan det leda till glaukom.

Flera karbanhydrashämmare används kommersiellt som läkemedel, i första hand för att kontrollera glaukom. Den vanligaste hämmare som används är acetazolamid. Det används också för att behandla epilepsi och höjdsjuka, tillsammans med flera andra villkor.

I växter, är koldioxid från luften omvandlas till socker i närvaro av solljus genom fotosyntes. Överskott koldioxid lagras i anläggningen som bikarbonat. Växter använder karbanhydras att omvandla bikarbonatet tillbaka till koldioxid, så att den kan användas i fotosyntesen.

  • Karbanhydras omvandlar koldioxid till bikarbonat, främst i röda blodkroppar.