Karboanhydráza je klíčový enzym, který pracuje ve zvířecích buňkách, rostlinných buňkách a v prostředí ke stabilizaci koncentrací oxidu uhličitého. Bez tohoto enzymu by konverze z oxidu uhličitého na hydrogenuhličitan a naopak byla extrémně pomalá a byla by je téměř nemožné provádět životní procesy, jako je fotosyntéza v rostlinách a během lidí vydechujících oxid uhličitý dýchání. Přestože plní mnoho prospěšných funkcí, může také poškodit lidské tělo a dokonce způsobit některé formy rakoviny.
U lidí
Oxid uhličitý se vyrábí jako odpad z rozkladu cukrů a tuků a při dýchání, takže musí být transportován tělem do plic. Karboanhydráza převádí CO2 na kyselinu uhličitou, jak je transportována krvinkami, než je přeměněna zpět na oxid uhličitý. Jelikož mnoho tělesných funkcí závisí na určitém pH, upravuje karboanhydráza kyselost chemického prostředí, aby nedošlo k poškození těla.
V rostlinách
Stejně jako živočišné buňky, rostlinné buňky transportují plynný kysličník uhličitý jako hydrogenuhličitan, než jej přemění zpět na jeho použití při fotosyntéze k výrobě výživy pro rostlinu. Jedním rozdílem je, že rostlinné buňky získávají oxid uhličitý ze vzduchu a půdy místo toho, aby ho produkovaly. Struktura může být téměř úplně odlišná, protože má jinou aminokyselinovou sekvenci a používá zinek kovový iont, který interaguje s atomy kyslíku, také jiným mechanismem než u lidí a zvířata. Rostlinná verze se nachází v kapalné části buňky, zatímco zvířecí verze se nachází v buněčných mitochondriích.
V oceáně
Atmosférický CO2 je absorbován v oceánu uhličitou anhydrázou a přeměněn na kyselinu uhličitou, což v průběhu času snižuje celkové pH oceánu. Jak se více a více oxidu uhličitého uvolňuje a poté odstraňuje z atmosféry, oceán se stává kyselějším a má potenciálně škodlivé účinky na mořský život. Mořské řasy poté absorbují rozpuštěné ionty hydrogenuhličitanu a přeměňují je na oxid uhličitý.
Zastavení karboanhydrázy
Ačkoli je enzym v mnoha případech prospěšný, katalyzuje také negativní dopady na tělo a ke zvrácení této aktivity je k dispozici speciální typ léčiva, nazývaný inhibitor karboanhydrázy. Onemocnění způsobené aktivitou tohoto enzymu, ale nikoli samotným enzymem, je glaukom, při kterém tlak z nahromadění kyselé tekutiny v průběhu času snižuje zrak. Některé formy rakoviny také urychluje karboanhydráza, včetně rakoviny vaječníků, prsu, tlustého střeva a ledvin.