Carboanhydrase (Carbonatdehydratase)

Nomenklatur

• Lyasen E.C. 4.-.-.-
• C-O-Lyasen E.C.4.2.-
• Hydrolyasen E.C. 4.2.1.-
• Carboanhydrase E.C. 4.2.1.1

Allgemeine Reaktion

Die Carboanhydrase ist ein Zinkenzym, das heißt, in seinem aktiven Zentrum ist ein Zinkion, das maßgeblich an der Katalyse beteiligt ist. Es katalysiert die reversible Umsetzung von Carbonat zu Kohlendioxid und Wasser und ist ermöglicht damit den Transport von Kohlendioxid im Blut. In der Lunge verläuft die Reaktion in der entgegengesetzten Richtung und ermöglicht so die Abgabe von CO₂ aus dem Körper.

In Wirbeltieren kennt man zur Zeit acht enzymatisch aktive und verwandte Isoenzyme: es exisitieren drei zytosolische Formen (CA-I, CA-II und CA-III), zwei membrangebundene Formen (CA-IV und CA-VII), eine mitochondriale Form (CA-V), eine im Speichel sezernierte Form (CA-VI) und eine bislang nicht näher charakterisierte Form. Es gibt wenigstens drei völlig unterschiedliche Alloenzyme - die a, b und g-Form der Carboanhydrase. Das Enzym ist sehr schnell und kann in einer Sekunde 100 000 Moleküle Kohlendioxid hydratisieren (k_cat = 1 x 10⁶ s^-1; K_cat/K_m = 8,3 x 10⁷ M^-1 s^-1) . Damit ist die katalysierte Reaktion 10 Mio.-mal schneller als die unkatalysierte. Das Enzym ist hemmbar durch kleine Anionen und Sulphonamide, z.B. durch als Diuretika und Antiepileptika genutzte Carboanhydrasehemmer; es ist ferner am Kohlendioxid-Transport der Erythrozyten und an der Magensäuresekretion beteiligt. In Zellen der Nierentubuli setzt es Wasserstoffionen frei, die im Austausch gegen Natriumionen in den Harn gelangen.

©  Dr. Sabine Bieg, Univ. Mainz