Carbonat dehidratază

Această intrare sau secțiune despre subiectul biologiei nu este încă formatată conform standardelor . Contribuiți la îmbunătățirea acestuia în conformitate cu convențiile Wikipedia . Urmați sfaturile de proiectare de referință .

carbonat dehidratază
Anhidrază carbonică (în verde o sulfonamidă, inhibitor al activității enzimatice)
Numărul CE	4.2.1.1
Clasă	Lioza
Numele sistematic
carbonat de hidro-liază
Alte nume
anhidrazei carbonice; anhidrază; carboxanhidrază; anhidrază carbonică A
Baze de date	BRENDA , EXPASY , GTD , PPB ( RCSB PPB PDBe PDBj PDBsum )
Sursa: IUBMB
Editați datele pe Wikidata · Manual

Carbonatul dehidratază (sau anhidrază carbonică ; CAH ) este o enzimă , aparținând clasei liaselor , care este prezentă în celulele roșii din sânge și mezofilele plantelor C4 și CAM , a căror sarcină este de a cataliza reacția dintre dioxidul de carbon (CO ₂ ) și apă (H ₂ O) pentru a da acid carbonic (H ₂ CO ₃ ) conform ecuației chimice:

{\ displaystyle {\ ce {H2O + CO2 <=> HCO3- + H +}}}

Direcția în care are loc reacția depinde de concentrația de CO ₂ : dacă aceasta este scăzută (ca în plămâni ) acidul este disociat și dioxidul de carbon este eliberat; dacă aceasta este ridicată, anhidrida se leagă de apa care formează carbonați și acestea sunt transportate de sânge la plămâni. Nu este o enzimă exclusiv umană, este prezentă în diferite organisme biologice și este fundamentală în fotosinteza oxigenică în rolul concentrației de CO ₂ care va fi fixat de enzima ribulară bifosfat carboxilază / rubisco oxigenază

Biologie și fiziologie

Există cel puțin 12 izoforme ale proteinei, marcate cu cifre romane; au diferite distribuții dependente de țesuturi și toate necesită zinc pentru cataliza lor.

Printre rolurile biologice recunoscute acum CAH-urilor se numără:

• acidificarea țesutului renal
• controlul ionic al sistemului reproductiv
• resorbția osoasă
• controlul gluconeogenezei
• secreție de acid gastric.

Isoformele IX și XII au fost legate de proliferarea celulelor și oncogeneza, deoarece sunt exprimate în concentrații mari în multe tipuri de tumori umane.

Distribuția subcelulară a izoformelor este aranjată după cum urmează:

• CAH I, II, III și VII se găsesc în citoplasmă ;
• CAH V este mitocondrial ;
• CAH VI este prezent în salivă e
• CAH IV, IX, XII și XIV sunt proteine ​​de membrană , dintre care VI este ancorat printr-un reziduu glicozil-fosfatidil-inozitol (ancoră GPI), în timp ce celelalte sunt proteine ​​transmembranare;
• există, de asemenea, o proteină de tip CAH în nucleul celular numită p54nrb, care a demonstrat activitate enzimatică. Potrivit unor autori, ar putea fi folosit pentru reglarea pH-ului nuclear în timpul mitozei.

Acidificare gastrică și renală

Anhidrază carbonică II este una dintre cele mai studiate izoforme. Servește secreția de protoni gastrici datorită interacțiunii sale cu schimbătorul de anioni clor-bicarbonat (AE1), din care există diferite forme. Proteinele AE facilitează schimbul electro-neutru între anioni bicarbonat și anioni clor între mediile extracelulare și citoplasmatice; în acest fel ele contribuie la reglarea pH-ului, reglarea volumului celular și eliminarea dioxidului de carbon. CAH II interacționează cu proteina AE1 și în celulele oxintice ale stomacului pentru a controla secreția de protoni din lumenul gastric, în timp ce anionii bicarbonatici sunt redirecționați în sânge. S-a văzut că interacțiunea are loc la nivelul eritrocitelor. Blocarea acestuia prin medicamentul acetazolamid ( sulfonamid diuretic ) are ca rezultat o reducere semnificativă a transportului de bicarbonat în sânge. CAH II este, de asemenea, exprimat în rinichi, în special în celulele intercalare, și cu o exprimare mai mică în tubulii proximali, în bucla Henle și în celulele principale ale conductei colectoare. Este singura formă solubilă de CAH în celulele epiteliale ale rinichilor.

CAH IV se găsește în celulele de margine de perie și membranele bazolaterale ale celulelor tubului proximal, în timp ce CA XII se găsește în membranele basolaterale ale ramurii groase ascendente a buclei Henle și a tuburilor distorsionați. ARNm pentru izoforma XIV pare să fi fost găsit și în tubulii proximali. Rinichiul absoarbe practic tot bicarbonatul manipulat de glomeruli, din care 80% apare în medie în tubul proximal. Aici, datorită interacțiunii biochimice și funcționale cu alte proteine, CAH II și IV operează reabsorbția anionului bicarbonat. De fapt, în tubul proximal, un schimbător de sodiu-proton ( NHE3 ) și protonul vacuolar-ATPaza secretă protoni în lumen care se combină cu anionii HCO - 3 , care sunt împărțiți în apă și CO ₂ de CAH IV. CO _{2 se} difuzează în celule prin membrana apicală și este rehidratat de CAH II citoplasmatic în bicarbonat și protoni. Protonii sunt astfel reciclați de NHE3 în timp ce bicarbonatul difuzează prin membrana basolaterală printr-un cotransportor dependent de sodiu. Procesul se încheie cu o reabsorbție netă a bicarbonatului fără secreție de protoni.

Reglarea endogenă

Anhidrază carbonică este afectată de prezența anionilor organici și unele izoforme pot fi afectate și de efectul cationilor.

Cei mai buni inhibitori ai CAH I și II sunt anionul clorat , anionul perclorat și silicatul, în timp ce sulfatul este un inhibitor slab. Cu toate acestea, ele pot fi încetinite de sulfatul de magneziu în tot . Carbamil-fosfatul (produsul inițial al ciclului ureei) exercită, de asemenea, o acțiune de reglementare asupra acestor două izoenzime. Mai mult, CAH I pot fi activate direct de anioni fosfat mono și dibazic (H ₂ PO - 4 și HPO 2- 4).

Isoforma III poate fi activată de fosfat anorganic și alți compuși care conțin fosfor de importanță biologică, cum ar fi ATP și acidul 3-fosfogliceric . S-a speculat că această izoenzimă reglează tendința pH-ului în timpul glicolizei .

Izoenzima IV, pe de altă parte, este extrem de sensibilă la anioni ortofosfați , sensibilă la sulfat, dar nu la perclorat și poate fi activată de ioni clorură și bromură . Forma mitocondrială V dintre toate are cea mai mică afinitate atât pentru sulfat cât și pentru carbonat și este rezistentă la fosfatul anorganic. În schimb, CAH IX asociat tumorii este extrem de rezistent la inhibarea sulfatului, dar este extrem de sensibil la modificările minime ale carbonatului și bicarbonatului.

Bibliografie

• ( EN ) Keilin, D. și Mann, T. Anhidrază carbonică . Natura 144 (1939) 442–443.
• ( EN ) Murakami, H. și Sly, WS Purificarea și caracterizarea anhidrazei carbonice salivare umane . J. Biol. Chem. 262 (1987) 1382–1388. Entrez PubMed 2433278
• Paranawithana SR și colab. Îmbunătățirea activității catalitice a anhidrazei carbonice III de către fosfați . J Biol Chem. 25 decembrie 1990; 265 (36): 22270-274.
• Innocenti A și colab. Inhibitori ai anhidrazei carbonice. Inhibarea izozimelor I, II, IV, V și IX cu anioni izosterici și izoelectronici cu sulfat, azotat și carbonat . Bioorg Med Chem Lett. 2005 1 februarie; 15 (3): 567-71.
• Innocenti A și colab. Inhibitori ai anhidrazei carbonice: inhibarea izozimului uman uman legat de membrană cu anioni . Bioorg Med Chem Lett. 2004 6 decembrie; 14 (23): 5769-73.
• ( EN ) Bursuc, MR; Price, D. Rolul anhidrazei carbonice în fotosinteză . Încuviințat. Pr. Plant Physiol. Plant Mol Biol. (1994) 45 369-392.
• Geers C, Gros G Transportul dioxidului de carbon și anhidrază carbonică în sânge și mușchi . Fiziol. Rev. 2000; 80: 681-715.
• Kivela A și colab. (2000): Exprimarea unei noi izozime CAH XII în intestinul uman normal și în tumorile colorectale . Sunt J Pathol. 156: 577-584.
• Reithmeier RAF (2001): un metabolon membranar care leagă anhiraza carbonică de schimbătorii de anioni clorură / bocarbonat . Celulele sanguine Mol Dis 27: 85-89.
• Tureci O și colab. (1998): Anhidrază carbonică umană XII: clonarea ADNc, expresie și localizare cromozomială a unei gene anhidrază carbonică care este supraexprimată în unele celule de cancer renal . Proc Natl Acad Sci. 95: 7608-13.
• Caflisch CR, DuBose TDJ. Evaluarea directă a acidificării prin testicul și epididimul șobolanului: rolul anhidrazei carbonice . Am J Physiol 258: E143-150.
• Tripp, BC, Smith, K. și Ferry, JG, (2001): Anhidrază carbonică: noi perspective pentru o enzimă antică. Jurnalul de chimie biologică 276, pp. 48615-48618.
• Lindskog, S. (1997): Structura și mecanismul anhidrazei carbonice. Farmacologie și apeutetică 74, pp. 1-20.

Alte proiecte

• Wikimedia Commons conține imagini sau alte fișiere despre carbonat dehidratază

linkuri externe

• Anhidrază carbonică, traducere din PDB , pe pianetachimica.it . Adus la 7 aprilie 2018 ( arhivat la 16 mai 2006) .

Portalul de biologie : Accesați intrările Wikipedia care se ocupă de biologie