Anhydraza węglowa jest kluczowym enzymem, który działa w komórkach zwierzęcych, roślinnych i w środowisku, stabilizując stężenie dwutlenku węgla. Bez tego enzymu konwersja z dwutlenku węgla do wodorowęglanu i odwrotnie byłaby niezwykle powolna i byłaby prawie niemożliwe do przeprowadzenia procesów życiowych, takich jak fotosynteza w roślinach i ludziach wydychających dwutlenek węgla podczas oddychanie. Chociaż pełni wiele korzystnych funkcji, może również uszkadzać organizm ludzki, a nawet powodować niektóre formy raka.
W ludziach
Dwutlenek węgla jest wytwarzany jako odpady z rozkładu cukrów i tłuszczów oraz podczas oddychania, dlatego musi być transportowany przez organizm do płuc. Anhydraza węglowa przekształca CO2 w kwas węglowy, gdy jest transportowany przez komórki krwi, zanim zostanie z powrotem przekształcony w dwutlenek węgla. Ponieważ wiele funkcji organizmu zależy od określonego pH, anhydraza węglanowa dostosowuje kwasowość środowiska chemicznego, aby zapobiec uszkodzeniu organizmu.
W roślinach
Podobnie jak komórki zwierzęce, komórki roślinne transportują dwutlenek węgla w postaci wodorowęglanu przed przekształceniem go z powrotem w celu wykorzystania go w fotosyntezie do generowania pożywienia dla rośliny. Jedną z różnic jest to, że komórki roślinne pozyskują dwutlenek węgla z powietrza i gleby zamiast go wytwarzać. Struktura może być prawie zupełnie inna, ponieważ ma inną sekwencję aminokwasową i wykorzystuje cynk jon metalu, który oddziałuje z atomami tlenu, również w innym mechanizmie niż ludzki i Zwierząt. Wersja roślinna znajduje się w płynnej części komórki, podczas gdy wersja zwierzęca znajduje się w mitochondriach komórkowych.
W oceanie
Atmosferyczny CO2 jest wychwytywany w oceanie przez anhydrazę węglanową i przekształcany w kwas węglowy, obniżając z czasem ogólne pH oceanu. Ponieważ coraz więcej dwutlenku węgla jest uwalnianych, a następnie usuwanych z atmosfery, ocean staje się bardziej kwaśny, co może mieć szkodliwy wpływ na życie morskie. Glony morskie pobierają następnie rozpuszczone jony wodorowęglanowe i przekształcają je w dwutlenek węgla.
Zatrzymanie anhydrazy węglanowej
Chociaż enzym w wielu przypadkach jest korzystny, katalizuje również negatywny wpływ na organizm i Dostępny jest specjalny rodzaj leku, zwany inhibitorem anhydrazy węglanowej, który przeciwdziała tej aktywności. Chorobą wywołaną działaniem tego enzymu, ale nie samym enzymem, jest jaskra, w której ciśnienie z nagromadzonych kwaśnych płynów z czasem pogarsza wzrok. Niektóre formy raka są również przyspieszane przez anhydrazę węglanową, w tym rak jajnika, piersi, okrężnicy i nerki.