Hva er funksjonene til karbonanhydrase?

Karbonsyreanhydase er et viktig enzym som fungerer i dyreceller, planteceller og i miljøet for å stabilisere karbondioksidkonsentrasjonen. Uten dette enzymet ville omdannelsen fra karbondioksid til bikarbonat og omvendt være ekstremt langsom, og det ville være nesten umulig å utføre livsprosesser, for eksempel fotosyntese i planter og mennesker som puster ut karbondioksid under åndedrett. Selv om det utfører mange fordelaktige funksjoner, kan det også skade menneskekroppen, og til og med forårsake noen former for kreft.

Karbondioksid produseres som avfall fra nedbrytning av sukker og fett og i åndedrett, så det må transporteres gjennom kroppen til lungene. Karbonsyreanhydase omdanner CO2 til karbonsyre når det transporteres av blodceller, før det omdannes til karbondioksid. Ettersom mange kroppsfunksjoner er avhengige av en viss pH, justerer karbonanhydrase surheten i det kjemiske miljøet for å forhindre skade på kroppen.

I likhet med dyreceller transporterer planteceller karbondioksidgass som bikarbonat før den konverteres tilbake for å bruke den i fotosyntese for å generere næring til planten. En forskjell er at planteceller får karbondioksid fra luft og jord i stedet for å produsere det. Strukturen kan være nesten helt annerledes siden den har en annen aminosyresekvens, og bruker sink metallion, som samhandler med oksygenatomer, også i en annen mekanisme enn den hos mennesker og dyr. Planteversjonen finnes i den flytende delen av cellen, mens dyreversjonen finnes i celle mitokondrier.

Atmosfærisk CO2 tas opp i havet av karbonanhydrase og omdannes til karbonsyre, noe som senker havets totale pH over tid. Etter hvert som mer og mer karbondioksid frigjøres og deretter fjernes fra atmosfæren, blir havet surere og får potensielle skadevirkninger for livet i havet. Marine alger tar deretter opp oppløste bikarbonationer og omdanner dem til karbondioksid.

Selv om enzymet er gunstig i mange tilfeller, katalyserer det også negative påvirkninger på kroppen, og en spesiell type medikament, kalt karbonanhydrasehemmer, er tilgjengelig for å motvirke denne aktiviteten. En sykdom forårsaket av dette enzymets aktivitet, men ikke selve enzymet, er glaukom, der trykket fra sur væskeoppbygging reduserer synet over tid. Noen former for kreft akselereres også av karbonanhydrase, inkludert kreft i eggstokkene, brystene, tykktarmene og nyrene.