Koolzuuranhydrase

De interconversie die plaatsvindt tussen water, kooldioxide, en gedissocieerde koolzuurionen, wordt gekatalyseerd door een groep enzymen die gevormd worden door koolzuuranhydrase, of carbonaatdehydratase. De actieve plaats voor de meeste koolzuuranhydrases wordt verondersteld een zinkion te zijn, en als gevolg daarvan worden ze geclassificeerd als metalloenzymen.

Naast het helpen bij het transport van kooldioxide, houdt het enzym ook het zuur-base-evenwicht in stand, helpt het bij de regulering van de pH, en helpt het de vochtbalans in stand te houden.

De precieze rol van het enzym hangt echter vooral af van de plaats waar het zich bevindt. In het maagslijmvlies bijvoorbeeld produceert koolzuuranhydrase zuur. Terwijl in de nieren, door de sturing van de bicarbonaationen, het watergehalte in de cel onrustig wordt. De bicarbonaationen beïnvloeden ook het watergehalte in de ogen; bij vochtophoping kan dit echter glaucoom veroorzaken.

Definitie van koolzuuranhydrase

Dit zijn zinkhoudende metalloenzymen die als katalysator fungeren bij de dehydratatie van bicarbonaten, alsook bij de hydratatie van kooldioxide.

De omkeerbare reactie voor dit proces is als volgt:

CO2 + H2O <> HCO3- + H+

Ondanks het feit dat het een van de snel-reagerende enzymen is, wordt de snelheid van koolzuuranhydrase geremd door de diffusiesnelheid van de substraten.

Families van koolzuuranhydrase

Er zijn vijf erkende verschillende families van koolzuuranhydrase. Zij vertonen echter geen enkele overeenkomst in hun aminozuursequentie en wij menen dat dit een voorbeeld is van convergente evolutie. Koolzuuranhydrase wordt als volgt geclassificeerd:

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

Functies van koolzuuranhydrase

Reacties die worden aangestuurd door koolzuuranhydrases zijn in verschillende weefsels uiterst cruciaal.

1. In de pariëtale cellen in de maag vindt een enorme zuursecretie plaats in de vorm van waterstofionen en protonen, in het lumen, evenals bicarbonaationen in het bloed.
2. De cellen in de pancreaskanaal vervullen dezelfde functies, behalve dat hun belangrijkste secretieproduct bicarbonaat is in plaats van waterstof.
3. Als koolzuuranhydrase bicarbonaten omzet in waterstofionen, helpt het bij het uitademen in de longen.
4. Het enzym is ook aanwezig in de renale tubuli, waar het waterstofionen produceert die essentieel zijn voor het behoud van het zuur-base- en vochtbalans in het lichaam.
5. Het produceert kooldioxide in alle cellen door metabolisme. Ook de rode bloedcellen verwijderen het uit het lichaam. Met behulp van het enzym zetten de rode bloedcellen een groot deel ervan om in bicarbonaat voor transport. Daarna ademt het de kooldioxide weer uit in de longen.
6. We gebruiken CA-remmers ook voor therapeutische doeleinden. Wij gebruiken acetazolamide als prototype voor de geneesmiddelen die wij af en toe als diureticum gebruiken. Het is heel nuttig bij de behandeling van verschillende aandoeningen en voor de therapie van enkele soorten glaucoom.

Mechanisme van koolzuuranhydrase

we kunnen het zinkion in het enzym lokaliseren in een holte die de vorm heeft van een kegel, met drie histidine-zijketens, en in de vierde positie bevindt zich een oplosmolecuul. Een vierde histidine bevindt zich echter in de buurt van het waterligand, dat helpt bij de vorming van het Zn- OH-centrum, waar kooldioxide zich aanhecht, wat leidt tot de vorming van zinkbicarbonaat.

Oplossende vragen voor jou

Q.Waar komt koolzuuranhydrase niet voor?

1. Rode bloedcellen
2. Gastrische pariëtale cellen
3. Plasma
4. Renale tubulaire cellen

A. De juiste optie is ‘c’. We kunnen koolzuuranhydrase vinden in de maagpariëtale cellen, de rode bloedcellen en de renale tubulaire cellen.