Anidrasi carbonica

L’interconversione che avviene tra acqua, anidride carbonica e ioni di acido carbonico dissociati, è catalizzata da un gruppo di enzimi che formano l’anidrasi carbonica, o carbonato deidratasi. Il sito attivo per la maggior parte dell’anidrasi carbonica è supposto essere uno ione di zinco, e di conseguenza è classificato come metalloenzima.

Oltre ad aiutare nel trasporto di anidride carbonica, l’enzima mantiene anche l’equilibrio acido-base, aiuta nella regolazione del pH, e aiuta a mantenere l’equilibrio dei fluidi.

Tuttavia, il ruolo esatto dell’enzima dipende principalmente dalla sua posizione. Per esempio, nel rivestimento dello stomaco, l’anidrasi carbonica produce acido. Mentre nel rene, a causa del controllo degli ioni bicarbonato, il contenuto d’acqua nella cellula diventa inquieto. Gli ioni bicarbonato influenzano anche il contenuto di acqua negli occhi; tuttavia, se c’è un accumulo di liquido può causare il glaucoma.

Definizione di anidrasi carbonica

Sono metalloenzimi contenenti zinco che agiscono come catalizzatori nella disidratazione dei bicarbonati, così come l’idratazione dell’anidride carbonica.

La reazione reversibile per questo processo è la seguente:

CO2 + H2O <> HCO3- + H+

Nonostante sia uno degli enzimi a reazione rapida, il tasso di anidrasi carbonica è inibito dal tasso di diffusione dei substrati.

Famiglie di anidrasi carbonica

Ci sono cinque famiglie riconosciute di anidrasi carbonica. Tuttavia, non hanno alcuna somiglianza nella loro sequenza aminoacidica e crediamo che sia un esempio di evoluzione convergente. L’anidrasi carbonica è classificata come segue:

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

Funzioni dell’anidrasi carbonica

Le reazioni guidate dalle anidrasi carboniche sono estremamente cruciali in diversi tessuti.

1. Nelle cellule parietali dello stomaco, c’è un’enorme quantità di secrezione di acido sotto forma di ioni idrogeno e protoni, nel lume, così come di ioni bicarbonato nel sangue.
2. Le cellule del dotto pancreatico svolgono le stesse funzioni, tranne che il loro principale prodotto di secrezione è il bicarbonato invece dell’idrogeno.
3. Quanto l’anidrasi carbonica converte i bicarbonati in ioni idrogeno, aiuta l’espirazione nei polmoni.
4. L’enzima è presente anche nei tubuli renali dove produce ioni idrogeno che sono essenziali per il mantenimento dell’equilibrio acido-base e dei fluidi nel corpo.
5. Produce anidride carbonica in tutte le cellule attraverso il metabolismo. Inoltre, i globuli rossi la rimuovono dal corpo. Con l’aiuto dell’enzima, i globuli rossi ne convertono la maggior parte in bicarbonato per il trasporto. Dopo di che, espellono nuovamente l’anidride carbonica nei polmoni.
6. Utilizziamo anche gli inibitori CA per scopi terapeutici. Usiamo l’acetazolamide come prototipo dei farmaci che usiamo occasionalmente come diuretico. È abbastanza utile nel trattamento di diverse condizioni e per la terapia di alcuni tipi di glaucoma.

Meccanismo dell’anidrasi carbonica

Possiamo collocare lo ione zinco nell’enzima in una cavità a forma di cono, con tre catene laterali di istidina, e nella quarta posizione, c’è una molecola solvente. Tuttavia, una quarta istidina si trova vicino al ligando dell’acqua che aiuta nella formazione del centro Zn- OH, dove l’anidride carbonica si attacca con conseguente formazione di bicarbonato di zinco.

Domande risolte per voi

Q.Dove non è presente l’anidrasi carbonica?

1. Cellule rosse del sangue
2. Cellule parietali gastriche
3. Plasma
4. Cellule tubulari renali

A. L’opzione corretta è “c”. Possiamo trovare l’anidrasi carbonica nelle cellule parietali gastriche, nei globuli rossi, così come nelle cellule tubulari renali.