หน้าที่ของ Carbonic Anhydrase คืออะไร?

Carbonic anhydrase เป็นเอนไซม์สำคัญที่ทำงานในเซลล์สัตว์ เซลล์พืช และในสิ่งแวดล้อมเพื่อรักษาระดับความเข้มข้นของคาร์บอนไดออกไซด์ให้คงที่ หากปราศจากเอ็นไซม์นี้ การเปลี่ยนจากคาร์บอนไดออกไซด์เป็นไบคาร์บอเนตและในทางกลับกันก็จะช้ามาก และจะเป็น แทบเป็นไปไม่ได้เลยที่จะดำเนินการตามกระบวนการชีวิต เช่น การสังเคราะห์แสงในพืชและคนที่หายใจออกคาร์บอนไดออกไซด์ในระหว่าง การหายใจ แม้ว่ามันจะทำหน้าที่ที่เป็นประโยชน์มากมาย แต่ก็สามารถทำลายร่างกายมนุษย์ได้เช่นกัน แม้กระทั่งก่อให้เกิดมะเร็งบางชนิด

คาร์บอนไดออกไซด์ถูกผลิตขึ้นเป็นของเสียจากการย่อยสลายน้ำตาลและไขมัน และในการหายใจ จึงต้องส่งคาร์บอนไดออกไซด์ผ่านร่างกายไปยังปอด Carbonic anhydrase จะเปลี่ยน CO2 เป็นกรดคาร์บอนิกเมื่อขนส่งโดยเซลล์เม็ดเลือด ก่อนที่จะเปลี่ยนกลับเป็นคาร์บอนไดออกไซด์ เนื่องจากการทำงานของร่างกายหลายอย่างขึ้นอยู่กับค่า pH ที่แน่นอน คาร์บอนิกแอนไฮเดรสจะปรับความเป็นกรดของสภาพแวดล้อมทางเคมีเพื่อป้องกันความเสียหายต่อร่างกาย

เช่นเดียวกับเซลล์สัตว์ เซลล์พืชขนส่งก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์เป็นไบคาร์บอเนตก่อนที่จะแปลงกลับเพื่อใช้ในการสังเคราะห์แสงเพื่อสร้างสารอาหารสำหรับพืช ข้อแตกต่างประการหนึ่งคือเซลล์พืชได้รับคาร์บอนไดออกไซด์จากอากาศและดินแทนการผลิต โครงสร้างเกือบจะแตกต่างไปจากเดิมอย่างสิ้นเชิง เนื่องจากมีลำดับกรดอะมิโนต่างกัน และใช้สังกะสี ไอออนของโลหะซึ่งทำปฏิกิริยากับอะตอมของออกซิเจนในกลไกที่แตกต่างจากของมนุษย์และ สัตว์ พบเวอร์ชันพืชในส่วนของเหลวของเซลล์ ในขณะที่พบเวอร์ชันสัตว์ในไมโตคอนเดรียของเซลล์

คาร์บอนไดออกไซด์ในบรรยากาศถูกดูดซับในมหาสมุทรโดยคาร์บอนิก แอนไฮไดเรส และเปลี่ยนเป็นกรดคาร์บอนิก ซึ่งจะทำให้ค่า pH โดยรวมของมหาสมุทรลดลงเมื่อเวลาผ่านไป เมื่อมีการปล่อยก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์และขับออกจากชั้นบรรยากาศมากขึ้นเรื่อยๆ มหาสมุทรจะกลายเป็นกรดมากขึ้น ซึ่งอาจส่งผลเสียหายต่อสิ่งมีชีวิตในทะเล สาหร่ายทะเลจะดูดซับไอออนของไบคาร์บอเนตที่ละลายน้ำแล้วแปลงเป็นคาร์บอนไดออกไซด์

แม้ว่าเอนไซม์จะมีประโยชน์ในหลายกรณี แต่ก็กระตุ้นผลกระทบด้านลบต่อร่างกายและ มียาชนิดพิเศษที่เรียกว่า carbonic anhydrase inhibitor เพื่อต่อต้านกิจกรรมนี้ โรคที่เกิดจากการทำงานของเอนไซม์นี้ แต่ไม่ใช่ตัวของเอนไซม์เอง คือโรคต้อหิน ซึ่งความดันจากการสะสมของของเหลวที่เป็นกรดจะทำให้สายตาลดลงเมื่อเวลาผ่านไป มะเร็งบางชนิดสามารถเร่งได้ด้วย carbonic anhydrase เช่นกัน เช่น มะเร็งรังไข่ มะเร็งเต้านม ลำไส้ใหญ่ และไต