Περιεχόμενο
Η ανθρακική ανυδράση είναι ένα κρίσιμο ένζυμο που λειτουργεί σε ζωικά κύτταρα, φυτικά κύτταρα και στο περιβάλλον για τη σταθεροποίηση των συγκεντρώσεων διοξειδίου του άνθρακα. Χωρίς αυτό το ένζυμο, η μετατροπή από διοξείδιο του άνθρακα σε όξινο ανθρακικό και αντίστροφα θα ήταν εξαιρετικά αργή και θα ήταν σχεδόν αδύνατο να διεξαχθούν διαδικασίες ζωής, όπως η φωτοσύνθεση στα φυτά και οι άνθρωποι που εκπνέουν διοξείδιο του άνθρακα κατά την αναπνοή. Παρόλο που εκτελεί πολλές ωφέλιμες λειτουργίες, μπορεί επίσης να βλάψει το ανθρώπινο σώμα, προκαλώντας κάποιες μορφές καρκίνου.
Σε ανθρώπους
Το διοξείδιο του άνθρακα παράγεται ως απόβλητα από τη διάσπαση των σακχάρων και των λιπών και την αναπνοή, επομένως πρέπει να μεταφέρεται μέσω του σώματος στους πνεύμονες. Η ανθρακική ανυδράση μετατρέπει το CO2 σε ανθρακικό οξύ καθώς μεταφέρεται από τα κύτταρα του αίματος, πριν μετατραπεί ξανά στο διοξείδιο του άνθρακα. Καθώς πολλές σωματικές λειτουργίες εξαρτώνται από ένα ορισμένο pH, η ανθρακική ανυδράση ρυθμίζει την οξύτητα του χημικού περιβάλλοντος για να αποτρέψει τη βλάβη του σώματος.
Στα φυτά
Όπως τα ζωικά κύτταρα, τα φυτικά κύτταρα μεταφέρουν αέριο διοξείδιο του άνθρακα ως διττανθρακικό πριν την μετατρέψουν ξανά για να το χρησιμοποιήσουν στη φωτοσύνθεση για να δημιουργήσουν διατροφή για το φυτό. Μια διαφορά είναι ότι τα φυτικά κύτταρα λαμβάνουν διοξείδιο του άνθρακα από τον αέρα και το χώμα αντί να τα παράγουν. Η δομή μπορεί να είναι σχεδόν τελείως διαφορετική, καθώς έχει διαφορετική αλληλουχία αμινοξέων και χρησιμοποιεί ιόν μετάλλου ψευδαργύρου, η οποία αλληλεπιδρά με τα άτομα οξυγόνου, επίσης σε διαφορετικό μηχανισμό από αυτόν των ανθρώπων και των ζώων. Η εκδοχή του φυτού βρίσκεται στο υγρό τμήμα του κυττάρου, ενώ η έκδοση των ζώων βρίσκεται στα μιτοχόνδρια των κυττάρων.
Στον ωκεανό
Το ατμοσφαιρικό CO2 απορροφάται στον ωκεανό με ανθρακική ανυδράση και μετατρέπεται σε ανθρακικό οξύ, μειώνοντας το συνολικό pH του ωκεανού με την πάροδο του χρόνου. Καθώς όλο και περισσότερο διοξείδιο του άνθρακα απελευθερώνεται και στη συνέχεια απομακρύνεται από την ατμόσφαιρα, ο ωκεανός γίνεται πιο όξινος, με πιθανές επιζήμιες επιπτώσεις στη θαλάσσια ζωή. Τα θαλάσσια άλγη στη συνέχεια καταλαμβάνουν τα διαλελυμένα διττανθρακικά ιόντα και τα μετατρέπουν σε διοξείδιο του άνθρακα.
Διακοπή της καρβονικής ανυδράσης
Αν και το ένζυμο είναι ευεργετικό σε πολλές περιπτώσεις, καταλύει επίσης τις αρνητικές επιδράσεις στο σώμα και ένας ειδικός τύπος φαρμάκου, που ονομάζεται αναστολέας καρβονικής ανυδράσης, είναι διαθέσιμος για να αντιμετωπίσει αυτή τη δραστηριότητα. Μία ασθένεια που προκαλείται από αυτή τη δραστηριότητα ενζύμων, αλλά όχι το ίδιο το ένζυμο, είναι το γλαύκωμα, όπου η πίεση από την συσσώρευση όξινου υγρού μειώνει την όραση με την πάροδο του χρόνου. Ορισμένες μορφές καρκίνου επιταχύνεται επίσης από την καρβονική ανυδράση, συμπεριλαμβανομένων των καρκίνων των ωοθηκών, του μαστού, του κόλου και του νεφρού.