Kohlensäureanhydrase

Die Umwandlung, die zwischen Wasser, Kohlendioxid und dissoziierten Kohlensäure-Ionen stattfindet, wird durch eine Gruppe von Enzymen katalysiert, die durch Kohlensäureanhydrase oder Carbonatdehydratase gebildet wird. Die aktive Stelle für die meisten Carbonic Anhydrase ist vermutlich ein Zink-Ion, und es ist als Ergebnis als Metalloenzyme klassifiziert.

Abgesehen davon, dass es beim Transport von Kohlendioxid hilft, hält das Enzym auch das Säure-Basen-Gleichgewicht aufrecht, hilft bei der Regulierung des pH-Wertes und hilft bei der Aufrechterhaltung des Flüssigkeitshaushaltes.

Die genaue Rolle des Enzyms hängt jedoch vor allem von seinem Standort ab. In der Magenschleimhaut zum Beispiel produziert die Carbonic Anhydrase Säure. Während in der Niere durch die Kontrolle der Bicarbonat-Ionen der Wassergehalt in der Zelle unruhig wird. Auch in den Augen beeinflussen die Bicarbonat-Ionen den Wassergehalt, bei einer Flüssigkeitsansammlung kann es zu einem Glaukom kommen.

Definition von Carbonic Anhydrase

Es handelt sich um zinkhaltige Metalloenzyme, die als Katalysator bei der Dehydratisierung von Bicarbonaten sowie der Hydratisierung von Kohlendioxid wirken.

Die reversible Reaktion für diesen Prozess läuft wie folgt ab:

CO2 + H2O <> HCO3- + H+

Obwohl es zu den reaktionsschnellen Enzymen gehört, wird die Geschwindigkeit der Carbonic Anhydrase durch die Diffusionsgeschwindigkeit der Substrate gehemmt.

Familien der Carbonic Anhydrase

Es gibt fünf anerkannte unterschiedliche Carbonic Anhydrase Familien. Sie weisen jedoch keine Ähnlichkeit in ihrer Aminosäuresequenz auf, was als Beispiel für eine konvergente Evolution angesehen werden kann. Die Carbonische Anhydrase wird wie folgt klassifiziert:

• Alpha-CA oder α-CA
• Beta-CA oder β-CA
• Gamma-CA oder γ-CA
• Delta-CA oder δ-CA
• Zeta-CA oder ζ-.CA

Funktionen der Kohlensäureanhydrase

Reaktionen, die von Kohlensäureanhydrasen gesteuert werden, sind in verschiedenen Geweben extrem wichtig.

1. In den Parietalzellen des Magens wird eine große Menge an Säure in Form von Wasserstoffionen und Protonen in das Lumen sowie Bikarbonationen in das Blut sezerniert.
2. Die Zellen im Bauchspeicheldrüsengang erfüllen die gleichen Funktionen, nur dass ihr Hauptsekretionsprodukt Bicarbonat statt Wasserstoff ist.
3. Da die Carbonic Anhydrase Bicarbonate in Wasserstoffionen umwandelt, hilft sie bei der Ausatmung in der Lunge.
4. Das Enzym ist auch in den Nierentubuli vorhanden, wo es Wasserstoffionen produziert, die für die Aufrechterhaltung des Säure-Basen- und Flüssigkeits-Gleichgewichts im Körper wichtig sind.
5. Durch den Stoffwechsel entsteht in allen Zellen Kohlendioxid. Auch die roten Blutkörperchen entfernen es aus dem Körper. Mit Hilfe des Enzyms wandeln die roten Blutkörperchen einen Großteil davon für den Transport in Bikarbonat um. Danach wird das Kohlendioxid in der Lunge wieder ausgeatmet.
6. Auch zu therapeutischen Zwecken setzen wir CA-Hemmer ein. Wir verwenden Acetazolamid als Prototyp für die Medikamente, die wir gelegentlich als Diuretikum einsetzen. Es ist recht nützlich bei der Behandlung verschiedener Erkrankungen und für die Therapie einiger Glaukomarten.

Mechanismus der Carbonic Anhydrase

Wir können das Zink-Ion im Enzym in einem kegelförmigen Hohlraum mit drei Histidin-Seitenketten anordnen, und an der vierten Position befindet sich ein Lösungsmittelmolekül. Ein viertes Histidin befindet sich jedoch in der Nähe des Wasserliganden, der zur Bildung des Zn- OH-Zentrums beiträgt, an dem sich Kohlendioxid anlagert, was zur Bildung von Zinkbicarbonat führt.

Gelöste Fragen für Sie

Q.Wo ist die Carboanhydrase nicht vorhanden?

1. Rote Blutkörperchen
2. Parietalzellen des Magens
3. Plasma
4. Renale Tubuluszellen

A. Die richtige Option ist „c“. Wir können Kohlensäureanhydrase in den parietalen Zellen des Magens, in den roten Blutkörperchen sowie in den renalen Tubuluszellen finden.