Карбоангидраза 4


endoplasmic reticulum-Golgi intermediate compartment
Golgi apparatus
trans-Golgi network
плазматическая мембрана
поверхность клетки
membrane
basolateral plasma membrane
apical plasma membrane
саркоплазматический ретикулум
transport vesicle membrane
secretory granule membrane
anchored component of external side of plasma membrane
brush border membrane
сарколемма
perinuclear region of cytoplasm

bicarbonate transport
response to drug
small molecule metabolic process
organ development

Карбоангидразы (CAs) — большая семья металлоферментов цинка, которые катализируют обратимую гидратацию диоксида углерода. Они участвуют в различных биологических процессах, в том числе дыхания, кальцификации, кислотно-щелочного баланса, резорбции костей, формирование внутриглазной жидкости, спинномозговой жидкости, слюны, и желудочной кислоты. Они показывают огромное разнообразие в распространении тканей и в их внутриклеточной локализации. CA IV является гликозилфосфатидилинозитолскреплённым (англ. glycosylphosphatidyl-inositol-anchored) изоферментом мембраны, определённый на просветах поверхности легочных (и некоторых других) капилляров и проксимальных канальцев почек. Его точная функция не известна, однако он может играть определенную роль в наследуемых почечных нарушениях транспорта бикарбонатов.[1]

Принципиальная схема работы карбоангидразы заключается в следующем. Карбоангидраза представляет собой белок, состоящий из фрагментов 260 аминокислот. Молекула воды теряет протон на активном участке фермента, который выступает как основание. При этом образуется сопряженное основание – гидроксид-ион, который присоединяется к молекуле диоксида углерода точно так же, как это происходит в реакциях гидроксид-иона с другими карбонильными соединениями. По существу, это присоединение представляет собой кислотно-основную реакцию Льюиса.

Кислотность воды, однако, не столь высока, чтобы протон от нее легко было бы оторвать. Поэтому карбоангидраза нуждается в помощи. Эту помощь ей оказывает кофактор - один из микроэлементов, присутствующих в организме, а именно ион Zn2+. Как кислота Льюиса он координируется по атому кислорода молекулы воды и существенно облегчает тем самым отрыв протона активным участком карбоангидразы. На модельных реакциях было определено влияние иона цинка как кофактора. Этот ион увеличивает скорость реакции гидратации карбонильного соединения более чем в 6 млн. раз по сравнению с некатализируемой реакцией.[2]