קרבוניק אנהידראז – הבדלי גרסאות
תוכן שנמחק תוכן שנוסף
דף חדש: {{בעבודה}} '''קרבוניק אנהידראז (CA)''' שייך למשפחת המטלואנזים (אנזימים המכילים אטום אחד או יותר כ... |
אין תקציר עריכה |
||
שורה 12:
לכן, הCA, המשתמש ביוני מתכת שונים יהיה מאוד מועיל בסביבה כזו.
לפני גילוי זה, [[קדמיום]] נחשב כמתכת כבדה ורעילה מאד ללא תפקוד ביולוגי מסויים.
* ריאקציות המקוטלזות ע"י קרבוניק אנהידראז:
:<math>\rm CO_2 + H_2O \rightarrow^{Carbonic\ anhydrase} HCO_3^- + H^+</math>
זוהי ריאקציה המתרחשת ברקמות בהם יש ריכוז גבוה CO<sub>2</sub> ומתארת פירוק CO<sub>2</sub> לקרבוניק אנהידראז.
קצב הריאקציה של קרבוניק אנהידראז נחשב מהיר מאוד יחסית להרבה אנזימים אחרים, והקצב הריאקציה שלו בד"כ מוגבל ע"י קצב ה[[דיפוזיה]] של ה[[סובסטרט]] שלו. הריאקציה ההופכית, היא גם כן איטית באופן יחסי שזו גם הסיבה מדוע כאשר אנו פותחים מיכל בעל נוזל מוגז (כדוגמת בקבוק קולה) הגזים אינם נעלמים כליל באופן מיידי. אך כאשר יגיעו לפה ויתערבבו עם נוזלי הפה בנוכחות קרבוניק אנהידראז הגזים יעלמו יחסית מהר.
:<math>\rm HCO_3^- + H^+ \rightarrow H_2CO_3 \rightarrow CO_2 + H_2O</math>
ריאקציה זו מתרחשת ב[[ריאות]] וב[[נפרון|נפרוני]] ה[[כליות]] ששם ריכוז הCO<sub>2</sub> נמוך יחסית, כמו גם בתאי צמחים ומתארת פירוק קרבוניק אנהידראז ליצירת CO<sub>2</sub>.
===מנגנון פעולה===
ה[[קבוצה פרוסטטית|קבוצה הפרוסטטית]] באבץ מסודרת ב3 מיקומים שונים ע"י שרשראות הצד של [[חומצת אמינו|חומצת האמינו]] [[היסטידין]]. המיקום הרביעי תפוס ע"י מולקולת מים.
סידור זה, גורם לפולריזציה (יצירת [[קוטב]] מסויים) של קשרי ה[[מימן]]-[[חמצן]], הגורם לחמצן להיות שלילי מעט במטענו וע"י כך מחליש את קשריו עם מולקולת המימן.
[[היסטידין]] רביעי ממוקם קרוב ל[[סובסטרט]] של המים ויכול לקבל [[פרוטון|פרוטונים]] כדוגמת [[קטליזה|קטליזת]] חומצה-בסיס. תהליך זה משאיר את ה[[הידרוקסיד]] קשור לאבץ.
ה[[אתר פעיל|אתר הפעיל]] מכיל גם כיס מיוחד עבור [[דו תחמוצת הפחמן]] המביא אותו קרוב לקבוצת ה[[הידרוקסיד]] מה שמאפשר לאלקטרון העשיר ב[[הידרוקסיד]] לתקוף את [[דו תחמוצת הפחמן]] ליצירת [[ביקרבונט]].
==משפחות הקרבוניק אנהידראז (CA)==
ישנם לפחות חמישה משפחות שונות של קרבוניק אנהידראז - α, β, γ, δ, ε.
לכל המשפחות הללו, אין דמיון משמעותי ברצפי ה[[חומצת אמינו|חומצות האמינו]] שלהם, וברוב המקרים, נחשבים כדוגמא טובה ל[[אבולוציה מתכנסת]].
===α-CA===
אנזימי הקרבוניק אנהידראז הנמצאים ביונקים, מתחלקים ל4 תתי קבוצות רחבות שכל אחד מהם מורכב מכמה איזופורמים שונים:
* [[ציטוזול]] CA
* [[מיטוכונדריה]] CA
* CA מופרש
* CA הקשור ל[[ממברנה]]
===β-CA===
רוב הCA של ה[[פרוקריוטים]] ושל ה[[כלורופלסט]] בצמחים שיכיים למשפחה זו. ישנם 2 תבניות שזוהו עבור משפחה זו:
* [C-[SA]-D-S-R-[LIVM]-x-[AP
* EQ]-[YF]-A-[LIVM]-x(2)-[LIVM]-x(4)-[LIVMF](3)-x-G-H-x(2)-C-G]
===γ-CA===
מחלקת הגמא נמצאה ב[[בקטריה]] הגדלה באביב החם, ומייצרת את הגז [[מתאן]].
===δ-CA===
מחלקת הדלתא נמצאה ב[[צורניות]]. אך קיומה של מחלקה זו הוטל לאחרונה בספק.
===ε-CA===
מחלקת האפסילון של CA מתרחשת באופן בלעדי ב[[בקטריה]], בכמה כמוליטוטרפים (יצורים הצורכים חומרים [[אנאורגני|אנ-אורגניים]] ומקבעים CO<sub>2</sub> בנשימה [[אירובי|אירובית]] ו[[אנאירובי|אנ-אירובית]])וב[[כחוליות]] ימיות המכילות קרבוקסיזום (בקטריה קטנה מאוד). אנליזות תלת מימדיות שבוצעו לאחרונה גילו שε-CA נושא דמיון מבני לβ-CA בעיקר ליד מיקום יוני המתכת. לכן, ייתכן ו2 המחלקות הללו קשורות אחת לשניה באופן אבולוציוני מרוחק למרות שרצפי [[חומצת אמינו|חומצות האמינו]] הבסיסיות שלהם השתנו מאז בצורה רבה.
| |||