A anidrase carb?nica ? uma prote?na que ajuda a regular o equil?brio ?cido-b?sico e o pH no sangue e em outros tecidos animais. ? conhecido principalmente por seu papel na transforma??o de di?xido de carbono em bicarbonato para ser transportado para os pulm?es. Esta prote?na est? presente na maioria dos organismos, de bact?rias a plantas. Tamb?m ? de interesse farmac?utico, com v?rios medicamentos sendo inibidores de sua atividade.
O di?xido de carbono (CO2) ? produzido a partir da respira??o aer?bica e da decomposi??o das gorduras. ? removido do corpo por expira??o dos pulm?es. O di?xido de carbono produzido por todo o corpo precisa ser transportado pelo sangue para chegar aos pulm?es. ? transportado de v?rias formas, principalmente como bicarbonato, HCO3-. O bicarbonato ? CO2- com um grupo OH ligado. Quando o bicarbonato atinge os pulm?es, ? transformado novamente em di?xido de carbono, para que possa ser exalado do corpo.
A anidrase carb?nica converte di?xido de carbono em bicarbonato em uma rea??o revers?vel, principalmente nos gl?bulos vermelhos. Essa rea??o pode ocorrer espontaneamente, mas a taxa ? muito lenta para as necessidades do corpo. Sendo uma enzima, a anidrase carb?nica acelera drasticamente a taxa de rea??o. ? uma das enzimas mais r?pidas conhecidas. Essa rea??o ret?m o bicarbonato nas c?lulas, uma vez que n?o pode se difundir dentro e fora das c?lulas, como o di?xido de carbono.
A anidrase carb?nica possui uma mol?cula de zinco em seu local ativo e faz parte de uma classe de enzimas conhecida como metaloenzimas. Isso ? parte da raz?o pela qual os seres humanos exigem zinco em sua dieta. O mecanismo da anidrase carb?nica envolve uma mol?cula de ?gua que se liga ao ?tomo de zinco. Um grupo OH se liga ao ?tomo de carbono do CO2, resultando em um ?on bicarbonato. Isto ? seguido pelo lan?amento do H +, um pr?ton.
Existem v?rias anidrases carb?nicas diferentes encontradas em diferentes organismos. Existem cinco classes conhecidas que parecem ter evolu?do independentemente. Uma das classes ? a classe alfa que compreende pelo menos 14 formas de enzimas humanas. Suas propriedades variam de acordo com o compartimento celular ou tecido em que est?o localizados.
Muitas das formas s?o extracelulares ou ligadas ? membrana. Isso pode ajudar a melhorar a difus?o de di?xido de carbono e pr?tons dentro da c?lula. A anidrase carb?nica pode interromper os gradientes intracelulares de pH, aumentando o movimento de pr?tons. Isso pode ajudar a c?lula a manter um pH celular constante. O excesso de pr?tons intracelulares pode interferir em muitas rea??es celulares.
O papel da anidrase carb?nica varia em diferentes tecidos. No est?mago, est? envolvido na secre??o de ?cido estomacal, enquanto mant?m a saliva neutra. Tamb?m influencia o conte?do de ?gua das c?lulas nos olhos e nos rins. Se as anidrases carb?nicas nesses locais estiverem ausentes ou n?o estiverem funcionando adequadamente, isso pode levar ? doen?a. Por exemplo, se houver muito l?quido acumulado no olho, pode levar ao glaucoma.
V?rios inibidores da anidrase carb?nica s?o usados ??comercialmente como drogas farmac?uticas, principalmente para controlar o glaucoma. O inibidor mais comum usado ? a acetazolamida. Tamb?m ? usado para tratar a epilepsia e o mal da altitude, juntamente com v?rias outras condi??es.
Nas plantas, o di?xido de carbono do ar ? convertido em a??car na presen?a da luz solar pelo processo de fotoss?ntese. O excesso de di?xido de carbono ? armazenado na planta como bicarbonato. As plantas usam anidrase carb?nica para converter o bicarbonato novamente em di?xido de carbono, para que possa ser usado na fotoss?ntese.