Anhydraza węglanowa

Z Wikipedii, wolnej encyklopedii
Skocz do: nawigacji, wyszukiwania
Model struktury anhydrazy węglanowej. Jon cynku, będący jej grupą prostetyczną, pokazany jako szara kulka w środku centrum aktywnego
Centrum aktywne ludzkiej anhydrazy węglanowej. W środku atom cynku otoczony przez histydyny (zielono-niebieskie) i grupę OH (biało-czerwona)

Anhydrazy węglanowe (dehydratazy węglanowe; CA, z ang. carbonic anhydrases; EC 4.2.1.1) – konwergiczna grupa enzymów o masach cząsteczkowych 28–30 kDa, katalizujących odwracalną reakcję powstawania jonu wodorowęglanowego HCO3 z wody i dwutlenku węgla. Do anhydraz węglanowych należą enzymy rodzin α, β, γ, δ i ε, o na tyle różnej sekwencji aminokwasowej, że ich ewolucyjne pochodzenie uważane jest za niezależne[potrzebne źródło].

Centrum aktywne enzymu stanowi kofaktor, którym jest atom cynku (wyjątkowo – kadmu[1]), umieszczony w kieszeni utworzonej przez część białkową enzymu. Atom cynku skoordynowany jest przez trzy imidazolowe atomy azotu reszt histydynowych (His94, His96 i His119) oraz cząsteczkę wody. Proponowany mechanizm procesu katalitycznego zakłada jonizację wody z utworzeniem układu Zn-OH, który nukleofilowo oddziałuje z atomem węgla z CO2, tworząc jon HCO3.

Działanie anhydrazy węglanowej jest jedną z najszybciej przebiegających znanych reakcji enzymatycznych – w ciągu jednej sekundy cząsteczka tego enzymu może uwodnić 106 cząsteczek dwutlenku węgla. Reakcja z udziałem enzymu zachodzi prawie 107 razy szybciej niż ta sama reakcja bez enzymu[2].

Anhydraza węglanowa znajduje się także w komórkach okładzinowych żołądka. Powstający w wyniku działania H+ jest pompowany do światła gruczołu żołądka, gdzie wraz z Cl tworzy kwas solny HCl. Anion HCO3 jest zaś uwalniany do krwi, skąd następnie przechodzi do nabłonka wyściełającego żołądek, przedostając się do warstwy glikokaliksu. Tam jest wykorzystywany do neutralizacji kwasu solnego, zapobiegając uszkodzeniu przezeń ściany żołądka.

Istnieje przynajmniej 7 izoform enzymu oznaczanych symbolami CA-I do CA-VII. Izoforma CAH1_HUMAN ludzkiej anhydrazy węglanowej zbudowana jest z 260 aminokwasów i ma masę cząsteczkową 28,71 kDa.

Przypisy

  1. TW. Lane, MA. Saito, GN. George, IJ. Pickering i inni. Biochemistry: a cadmium enzyme from a marine diatom. „Nature”. 435 (7038), s. 42, 2005. doi:10.1038/435042a. PMID 15875011. 
  2. Lubert Stryer: Biochemia. Wyd. 6. Warszawa: PWN, 2009, s. 206. ISBN 978-83-01-15811-8.