קרבוניק אנהידראז – הבדלי גרסאות

[[Imageתמונה:Carbonic anhydrase.png|thumbממוזער|350px|מבנה מרחבי של האנזים קרבוניק אנהידראז]]

'''קרבוניק אנהידראז (CA)''' שייך למשפחת המטלואנזימים ([[אנזים|אנזימים]] המכילים [[אטום]] מתכת אחד או יותר החיוני פעילות האנזים). [[אתר פעיל|האתר הפעיל]] אנזים זה מכיל יון אבץ. אנזים זה [[קטליזה|מזרז באופן קטליטי]] את הפיכת [[דו תחמוצת הפחמן]] ל[[ביקרבונט]] ו[[פרוטון|פרוטונים]]. זוהי ריאקציה המתרחשת לאט למדי בהעדרבהיעדר [[זרז|קטליזטור]].

קרבוניק אנהידראז מגדיל במידה רבה את קצב הריאקציה, כאשר קצב ריאקציה אופייני לכמה צורות שונות של האנזים נע בין 10⁴ ל 10⁶ תגובות לשניהלשנייה.

ישנם כמה צורות שונות של קרבוניק אנהידראז המופיעות בטבע. לדוגמאלדוגמה, צורת ה ''α-carbonic anhydrase'' הנוכחת בבעלי חיים. התפקיד העיקרי של [[אנזים]] זה בבעלי חיים הוא להמיר את [[דו תחמוצת הפחמן]] וה[[ביקרבונט]] על מנת לשמור על ש"מ של חומצה-בסיס בדם, ברקמות השונות ובכדי לעזור בהוצאת [[דו תחמוצת הפחמן]] מהרקמות השונות. <br />

צמחים מכילים צורת אחרת של האנזים הנקראת ''β-carbonic anhydrase'' . זהו אנזים השונה במקצת מ-''α-carbonic anhydrase'' אך משתתף באותן הריאקציות וגם כן משתמש ביוו האבץ באתר הפעיל שלו. בצמחים, קרבוניק אנהידראז עוזר להעלות את ריכוז הCO₂ בתוך ה[[כלורופלסט]] במטרה להגביר את קצב הקרבוקסילציה (קיבוע פחמן דו -חמצני) של האנזים [[רוביסקו]]. זוהי ריאקציה המביאה CO₂ ליצירת סוכרים של פחמן אורגני במהלך ה[[פוטוסינתזה]]. הריאקציה תוכל להתקיים רק כאשר יהיה שימוש בצורת הCO₂ ולא בצורה של חומצה פחמנית או [[ביקרבונט]].<br />

כמו כן נמצא כי אנזים ממשפחת הקרבוניק אנהידראז מ[[צורניות]] ימיות משתמש ביון[[קדמיום]], בעת מחסור באבץ. דבר זה יכול לאפשר גדילת [[פיטופלנקטון]] (כמו [[צורניות]]) באוקיאנוסיםבאוקיינוסים בהם ריכוז האבץ עשוי להיו נמוך מאוד. לפני גילוי זה, [[קדמיום]] נחשב כמתכת כבדה ורעילה מאדמאוד ללא תפקוד ביולוגי מסוים.

קצב הריאקציה של קרבוניק אנהידראז נחשב מהיר מאוד יחסית להרבה אנזימים אחרים, ולמעשה אנזים זה נחשב ל''אנזים מושלם'' כיוון שקצב הריאקציה שלו כל כך מהיר כך שהוא מוגבל רק ע"יעל ידי קצב ה[[דיפוזיה]] של ה[[סובסטרט]] שלו.<br />

ברקמות בהם יש ריכוז גבוה של CO₂ (לדוגמאלדוגמה, בכלי הדם בקרבת שרירים) תזורז הריאקציה:

בין המשפחות אלו אין דמיון משמעותי ברצפי [[חומצת אמינו|חומצות האמינו]] שלהם, וברוב המקרים, נחשבים כדוגמאכדוגמה טובה ל[[אבולוציה מתכנסת]].

*'''ε-CA''' - מחלקת האפסילון של CA קיימת בעיקר ב[[בקטריה]] וב[[כחוליות]] ימיות מסוימות. אנליזות תלת מימדיותממדיות 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.