什么是碳酸酐酶？(carbonic anhydrase?)

碳酸酐酶是一种蛋白质，有助于调节血液和其他动物组织中的酸碱平衡和pH值。它的主要作用是将二氧化碳转化为碳酸氢盐，然后输送到肺部。这种蛋白质存在于从细菌到植物的大多数生物体中。它还具有药学价值，有几种药物是其活性的抑制剂。...

碳酸酐酶是一种蛋白质，有助于调节血液和其他动物组织中的酸碱平衡和pH值。它的主要作用是将二氧化碳转化为碳酸氢盐，然后输送到肺部。这种蛋白质存在于从细菌到植物的大多数生物体中。它还具有药学价值，有几种药物是其活性的抑制剂。

二氧化碳（CO2）是由有氧呼吸和脂肪分解产生的。通过从肺部呼气将其从体内排出。全身产生的二氧化碳需要通过血液输送到肺部。它以几种形式运输，主要是碳酸氢盐HCO3-。碳酸氢盐是CO2-带有OH基团。当重碳酸盐到达肺部时，它被转化回二氧化碳，因此可以从体内呼出。

碳酸酐酶主要在红细胞中通过可逆反应将二氧化碳转化为碳酸氢盐。这种反应可以自发发生，但速度对于身体的需要来说太慢了。碳酸酐酶是一种酶，能显著加快反应速度。它是已知最快的酶之一。这种反应将碳酸氢盐困在细胞内，因为它不能像二氧化碳那样在细胞内外扩散。

碳酸酐酶在其活性部位有一个锌分子，是一类称为金属酶的酶的一部分。这是人类饮食中需要锌的部分原因。碳酸酐酶的作用机制涉及水分子与锌原子的结合。然后，OH基团与CO2的碳原子结合，形成重碳酸盐离子。随后释放出质子H+。

在不同的有机体中发现了许多不同的碳酸酐酶。有五个已知的类似乎是独立进化的。其中一类是α类，包含至少14种形式的人类酶。它们的特性因其所在的细胞室或组织而异。

许多形式是细胞外或膜结合的。这可能有助于改善二氧化碳和质子在细胞内的扩散。碳酸酐酶可以通过增加质子运动破坏细胞内的pH梯度。这有助于细胞保持恒定的细胞pH值。过多的细胞内质子会干扰许多细胞反应。

碳酸酐酶在不同组织中的作用不同。在胃中，它参与胃酸的分泌，同时保持唾液中性。它还影响眼睛和肾脏细胞的含水量。如果这些部位的碳酸酐酶缺失或功能不正常，就会导致疾病。例如，如果太多的液体积聚在眼睛里，就会导致青光眼。

几种碳酸酐酶抑制剂在商业上用作药物，主要用于控制青光眼。最常用的抑制剂是乙酰唑胺。它也被用来治疗癫痫和高原反应，以及其他几种疾病。

在植物中，空气中的二氧化碳在阳光下通过光合作用转化为糖。多余的二氧化碳以重碳酸盐的形式储存在植物中。植物利用碳酸酐酶将重碳酸盐转化回二氧化碳，因此可以用于光合作用。

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