Zawartość
Anhydraza węglowa jest kluczowym enzymem działającym w komórkach zwierzęcych, roślinnych oraz w środowisku w celu stabilizacji stężenia dwutlenku węgla. Bez tego enzymu konwersja z dwutlenku węgla do wodorowęglanu i odwrotnie byłaby bardzo powolna i prawie niemożliwe byłoby przeprowadzenie procesów życiowych, takich jak fotosynteza u roślin i wydychanie dwutlenku węgla podczas oddychania. Chociaż wykonuje wiele korzystnych funkcji, może również uszkadzać ludzkie ciało, a nawet powodować niektóre formy raka.
W ludziach
Dwutlenek węgla powstaje jako odpad po rozkładaniu cukrów i tłuszczów oraz w procesie oddychania, dlatego musi być transportowany przez ciało do płuc. Anhydraza węglowa przekształca CO2 w kwas węglowy, który jest transportowany przez komórki krwi, zanim zostanie ponownie przekształcona w dwutlenek węgla. Ponieważ wiele funkcji organizmu zależy od określonego pH, anhydraza węglowa dostosowuje kwasowość środowiska chemicznego, aby zapobiec uszkodzeniu organizmu.
W roślinach
Podobnie jak komórki zwierzęce, komórki roślinne transportują gazowy dwutlenek węgla jako wodorowęglan przed przekształceniem go z powrotem do wykorzystania w fotosyntezie w celu wytworzenia składników odżywczych dla rośliny. Jedną różnicą jest to, że komórki roślinne zamiast wytwarzać dwutlenek węgla z powietrza i gleby. Struktura może być prawie zupełnie inna, ponieważ ma inną sekwencję aminokwasową i wykorzystuje jon cynku z metalem, który oddziałuje z atomami tlenu, również w innym mechanizmie niż u ludzi i zwierząt. Wersja roślinna znajduje się w płynnej części komórki, podczas gdy wersja zwierzęca znajduje się w mitochondriach komórkowych.
W oceanie
CO2 w atmosferze jest pobierany do oceanu przez anhydrazę węglową i przekształcany w kwas węglowy, co z czasem obniża ogólne pH oceanu. Ponieważ coraz więcej dwutlenku węgla jest uwalnianych, a następnie usuwanych z atmosfery, ocean staje się bardziej kwaśny, co może mieć potencjalnie szkodliwe skutki dla życia morskiego. Glony morskie pobierają następnie rozpuszczone jony wodorowęglanowe i przekształcają je w dwutlenek węgla.
Zatrzymywanie anhydrazy węglanowej
Chociaż enzym jest w wielu przypadkach korzystny, katalizuje również negatywny wpływ na organizm, a dostępny jest specjalny rodzaj leku, zwany inhibitorem anhydrazy węglanowej, aby przeciwdziałać tej aktywności. Chorobą spowodowaną tą aktywnością enzymów, ale nie samym enzymem, jest jaskra, w której ciśnienie od nagromadzenia kwaśnego płynu zmniejsza wzrok z czasem. Niektóre formy raka są również przyspieszane przez anhydrazę węglową, w tym raka jajnika, piersi, jelita grubego i nerek.