L’anhydrase carbonique est une prot?ine qui aide ? r?guler l’?quilibre acido-basique et le pH dans le sang et d’autres tissus animaux. Il est principalement connu pour son r?le dans la transformation du dioxyde de carbone en bicarbonate ? transporter vers les poumons. Cette prot?ine est pr?sente dans la plupart des organismes, des bact?ries aux plantes. Il pr?sente ?galement un int?r?t pharmaceutique, plusieurs m?dicaments ?tant des inhibiteurs de son activit?.
Le dioxyde de carbone (CO2) est produit par la respiration a?robie et la d?gradation des graisses. Il est ?limin? du corps par l’expiration des poumons. Le dioxyde de carbone produit dans tout le corps doit ?tre transport? dans le sang pour atteindre les poumons. Il est transport? sous plusieurs formes, principalement sous forme de bicarbonate, HCO3-. Le bicarbonate est du CO2- avec un groupe OH attach?. Lorsque le bicarbonate atteint les poumons, il est retransform? en dioxyde de carbone, de sorte qu’il peut ?tre exhal? du corps.
L’anhydrase carbonique convertit le dioxyde de carbone en bicarbonate dans une r?action r?versible, principalement dans les globules rouges. Cette r?action peut se produire spontan?ment, mais le rythme est beaucoup trop lent pour les besoins du corps. ?tant une enzyme, l’anhydrase carbonique acc?l?re consid?rablement la vitesse de r?action. C’est l’une des enzymes les plus rapides connues. Cette r?action pi?ge le bicarbonate dans les cellules, car il ne peut pas diffuser dans et hors des cellules comme le dioxyde de carbone.
L’anhydrase carbonique poss?de une mol?cule de zinc sur son site actif et fait partie d’une classe d’enzymes appel?es m?talloenzymes. Cela fait partie des raisons pour lesquelles les humains ont besoin de zinc dans leur alimentation. Le m?canisme de l’anhydrase carbonique implique une mol?cule d’eau se liant ? l’atome de zinc. Un groupe OH se lie alors ? l’atome de carbone du CO2, ce qui donne un ion bicarbonate. Ceci est suivi par la lib?ration de H+, un proton.
Il existe un certain nombre d’anhydrases carboniques diff?rentes que l’on trouve dans diff?rents organismes. Il existe cinq classes connues qui semblent avoir ?volu? ind?pendamment. L’une des classes est la classe alpha qui comprend au moins 14 formes d’enzymes humaines. Leurs propri?t?s varient en fonction du compartiment cellulaire ou du tissu dans lequel ils se trouvent.
De nombreuses formes sont extracellulaires ou li?es ? la membrane. Cela peut aider ? am?liorer la diffusion du dioxyde de carbone et des protons ? l’int?rieur de la cellule. L’anhydrase carbonique peut perturber les gradients de pH intracellulaire en augmentant le mouvement des protons. Cela peut aider la cellule ? maintenir un pH cellulaire constant. Un exc?s de protons intracellulaires peut interf?rer avec de nombreuses r?actions cellulaires.
Le r?le de l’anhydrase carbonique varie selon les tissus. Dans l’estomac, il est impliqu? dans la s?cr?tion d’acide gastrique, alors qu’il maintient la salive neutre. Il influence ?galement la teneur en eau des cellules des yeux et des reins. Si les anhydrases carboniques ? ces endroits sont absentes ou ne fonctionnent pas correctement, cela peut entra?ner une maladie. Par exemple, si trop de liquide s’accumule dans l’?il, cela peut entra?ner un glaucome.
Plusieurs inhibiteurs de l’anhydrase carbonique sont utilis?s commercialement comme m?dicaments pharmaceutiques, principalement pour contr?ler le glaucome. L’inhibiteur le plus couramment utilis? est l’ac?tazolamide. Il est ?galement utilis? pour traiter l’?pilepsie et le mal de l’altitude, ainsi que plusieurs autres conditions.
Chez les plantes, le dioxyde de carbone de l’air est converti en sucre en pr?sence de la lumi?re du soleil par le processus de photosynth?se. L’exc?s de dioxyde de carbone est stock? dans la plante sous forme de bicarbonate. Les plantes utilisent l’anhydrase carbonique pour reconvertir le bicarbonate en dioxyde de carbone, il peut donc ?tre utilis? dans la photosynth?se.