L'anhydrase carbonique est une enzyme cruciale qui agit dans les cellules animales, les cellules végétales et dans l'environnement pour stabiliser les concentrations de dioxyde de carbone. Sans cette enzyme, la conversion du dioxyde de carbone en bicarbonate, et vice versa, serait extrêmement lente, et il serait presque impossible d'effectuer des processus vitaux, tels que la photosynthèse chez les plantes et les personnes exhalant du dioxyde de carbone pendant respiration. Bien qu'il remplisse de nombreuses fonctions bénéfiques, il peut également endommager le corps humain, provoquant même certaines formes de cancer.
Chez les humains
Le dioxyde de carbone est produit sous forme de déchets lors de la décomposition des sucres et des graisses et lors de la respiration, il doit donc être transporté à travers le corps jusqu'aux poumons. L'anhydrase carbonique convertit le CO2 en acide carbonique tel qu'il est transporté par les cellules sanguines, avant d'être reconverti en dioxyde de carbone. Comme de nombreuses fonctions corporelles dépendent d'un certain pH, l'anhydrase carbonique ajuste l'acidité de l'environnement chimique pour éviter d'endommager le corps.
Dans les plantes
Comme les cellules animales, les cellules végétales transportent du dioxyde de carbone gazeux sous forme de bicarbonate avant de le reconvertir pour l'utiliser dans la photosynthèse afin de générer de la nutrition pour la plante. Une différence est que les cellules végétales obtiennent du dioxyde de carbone de l'air et du sol au lieu de le produire. La structure peut être presque complètement différente car elle a une séquence d'acides aminés différente et utilise un zinc l'ion métallique, qui interagit avec les atomes d'oxygène, également dans un mécanisme différent de celui des humains et animaux. La version végétale se trouve dans la partie liquide de la cellule, tandis que la version animale se trouve dans les mitochondries cellulaires.
Dans l'océan
Le CO2 atmosphérique est absorbé dans l'océan par l'anhydrase carbonique et converti en acide carbonique, abaissant le pH global de l'océan au fil du temps. Au fur et à mesure que de plus en plus de dioxyde de carbone est libéré puis retiré de l'atmosphère, l'océan devient plus acide, ce qui peut avoir des effets néfastes sur la vie marine. Les algues marines absorbent alors les ions bicarbonate dissous et les convertissent en dioxyde de carbone.
Arrêter l'anhydrase carbonique
Bien que l'enzyme soit bénéfique dans de nombreux cas, elle catalyse également des impacts négatifs sur le corps, et un type spécial de médicament, appelé inhibiteur de l'anhydrase carbonique, est disponible pour contrer cette activité. Une maladie causée par l'activité de cette enzyme, mais pas par l'enzyme elle-même, est le glaucome, dans lequel la pression due à l'accumulation de liquide acide diminue la vue au fil du temps. Certaines formes de cancer sont également accélérées par l'anhydrase carbonique, notamment les cancers de l'ovaire, du sein, du côlon et du rein.