Карбоангідраза - важливий фермент, який діє в клітинах тварин, рослинних клітинах та в навколишньому середовищі для стабілізації концентрації вуглекислого газу. Без цього ферменту перетворення з вуглекислого газу в бікарбонат, і навпаки, було б надзвичайно повільним, і це було б майже неможливо здійснити життєві процеси, такі як фотосинтез у рослин і людей, що видихають вуглекислий газ під час дихання. Хоча він виконує багато корисних функцій, він також може завдати шкоди людському тілу, навіть викликаючи деякі форми раку.
У людей
Вуглекислий газ утворюється у вигляді відходів при розщепленні цукрів і жирів та при диханні, тому його потрібно транспортувати через тіло до легенів. Карбоангідраза перетворює СО2 у вугільну кислоту під час її транспортування клітинами крові, перш ніж перетворюється назад у вуглекислий газ. Оскільки багато функцій організму залежать від певного рН, карбоангідраза регулює кислотність хімічного середовища, щоб запобігти пошкодженню організму.
У рослинах
Як і клітини тварин, рослинні клітини транспортують вуглекислий газ у вигляді бікарбонату, перш ніж перетворити його назад, щоб використовувати його у фотосинтезі для отримання живлення для рослини. Одна відмінність полягає в тому, що рослинні клітини отримують вуглекислий газ із повітря та ґрунту замість того, щоб його виробляти. Структура може бути майже абсолютно різною, оскільки вона має різну амінокислотну послідовність і використовує цинк іон металу, який взаємодіє з атомами кисню, також за механізмом, відмінним від механізму людей і тварини. Рослинна версія знаходиться в рідкій частині клітини, тоді як тваринна версія мітохондрії клітин.
В океані
Атмосферний СО2 поглинається в океані вуглекислою ангідразою і перетворюється на вугільну кислоту, знижуючи загальний рН океану з часом. Оскільки все більше і більше вуглекислого газу виділяється, а потім виводиться з атмосфери, океан стає більш кислим, що має потенційні згубні наслідки для морського життя. Потім морські водорості поглинають розчинені іони бікарбонату і перетворюють їх на вуглекислий газ.
Зупинка карбоангідрази
Хоча фермент є корисним у багатьох випадках, він також каталізує негативний вплив на організм, і для протидії цій активності доступний спеціальний тип ліків, який називається інгібітором карбоангідрази. Хворобою, спричиненою активністю цього ферменту, але не самим ферментом, є глаукома, при якій тиск від накопичення кислої рідини з часом зменшує зір. Деякі форми раку також прискорюються карбоангідразою, включаючи рак яєчників, молочної залози, товстої кишки та нирок.