Anhydrasekatalyserer

Anhydrasekatalyserer, ofte kalt karbonanhydraser, er en gruppe enzymer som katalyserer den reversible reaksjonen mellom karbondioksid og vann: CO2 + H2O ⇌ HCO3− + H+. De fleste karbonanhydraser er metalloenzym som bruker sink som kofaktor i aktivsetet. I det aktive sentrum er sinket koordinert av histidinrester og en vann- eller hydroksidligand, og mekanismen innebærer deprotonering av vann til en hydroxid som angriper CO2 for å danne bikarbonat.

Anhydrasekatalyserer finnes i mange organismer og vev, og ulike isoformer av karbonanhydrase uttrykkes i forskjellige celletyper. I mennesker og andre dyr finns flere isoformer som lokalisert til cytosol, mitochondrier, membraner eller sekretoriske rom, noe som speiler varierte fysiologiske roller. Generelt bidrar de til regulering av pH og CO2-transport i blodet, samt til energimetabolisme og væskebalanse i nyretarmen og mange andre vev.

I medisin og biologi har karbonanhydraser stor betydning. Hemmere av karbonanhydrase, ofte sulfonamider som acetazolamid, brukes i behandling av glaukom, høydesyke, epilepsi og visse typer edema, og som diuretika. Ulike CA-hemmere opptrer også i behandling av andre metaboliske og nevroproteksjonelle tilstander.

Industrielt og i forskning brukes anhydrasekatalyserere i prosesser som involverer CO2-omdannelse og bikarbonatproduksjon, samt i sensor- og biokjemiske applikasjoner der kontrollerbar pH og karbonatbalanse er viktig. Fagfeltet undersøker fortsatt isoformspesifikke funksjoner, mekanismer og mulige mål for ny diagnostikk og terapi.