Карбоангидраза

Карбоангидраза (угольная ангидраза, карбонатгидролиаза) — фермент класса лиаз, катализирующий обратимую реакцию гидратации диоксида углерода: CO₂ + H₂O ⇄ H₂CO₃.

Основные характеристики:

• Обнаружена у животных, человека, растений и бактерий.
• Содержит в качестве кофактора атом цинка (Zn).
• Молекулярная масса составляет 28 000 — 30 000 дальтон.

Биологическая роль: Карбоангидраза является ключевым регулятором кислотно-щелочного равновесия в тканях и биологических жидкостях. Она играет важную роль в физиологических процессах, требующих быстрого связывания или высвобождения CO₂.

Примеры функций:

• Дыхание: Карбоангидраза эритроцитов обеспечивает связывание CO₂ кровью в тканях и его высвобождение в лёгких или жабрах.
• Выделительная система: Участвует в подкислении мочи в почках.
• Пищеварение: Необходима для секреции кислого желудочного сока и образования бикарбонатов в соке поджелудочной железы.
• Образование твёрдых структур: Катализирует образование карбоната кальция (CaCO₃) для формирования скорлупы яиц в яйцеводах птиц и других биоминералов.

Современный контекст

Современные исследования показали, что карбоангидраза — это не один фермент, а обширное суперсемейство (α-, β-, γ-, δ-, ζ- и другие классы), широко распространённое во всех доменах жизни. Разные изоформы фермента выполняют специализированные функции в различных органах и клеточных компартментах. Ингибиторы карбоангидразы (например, ацетазоламид) нашли применение в медицине как диуретики, средства для лечения глаукомы, горной болезни и некоторых форм эпилепсии. Изучается роль этих ферментов в патогенезе рака, ожирения и неврологических заболеваний, что открывает перспективы для создания новых лекарственных препаратов.