Southern Bloting

Anidrase Carbônica

Fonte:         CARBONIC Anhydrase. Disponível em: . Acesso em: 15/01/2014.

Tradução:         Insira o nome COMPLETO/CONFERIDO de todos os membros do grupo aqui, em maiúsculas/minúsculas, em ordem alfabética, separados por ponto e vírgula e com um espaço após o ponto e vírgula. Ex.: João da Silva; Maria Pereira; Xavier da Costa.

Inspirando, Expirando

Respirar é uma função fundamental na vida – você já se perguntou o que realmente acontece quando respiramos? O ar que inspiramos tem o precioso oxigênio a partir do qual pode-se obter energia para a degradação de açúcares e gorduras em nossas células. Em nossos pulmões, o oxigênio se difunde para o sangue, liga-se à hemoglobina e é transportado para todas as células do nosso corpo. O dióxido de carbono é um subproduto do açúcar e da quebra de gordura nas células e precisa ser removido do nosso corpo. Novamente, o sangue atua como um meio de transporte. O dióxido de carbono difunde para fora das células e é transportado no sangue em diferentes formas: menos de 10% dissolve-se no plasma sanguíneo, cerca de 20% liga-se à hemoglobina, enquanto a maior parte dela (70%) é convertida em ácido carbônico para ser transportado para os pulmões. Uma enzima presente nas células vermelhas do sangue, a anidrase carbônica, ajuda na conversão de dióxido de carbono em ácido carbônico e íons bicarbonato. Quando as células vermelhas do sangue atingem os pulmões, a mesma enzima ajuda a converter os íons bicarbonato de volta em dióxido de carbono, que nós expiramos. Embora estas reações possam ocorrer mesmo sem a enzima, a anidrase carbônica pode aumentar a taxa destas conversões até um milhão de vezes.

Plantas Verdes e Corais

As plantas também usam o oxigênio para produzir energia, e também liberam dióxido de carbono. As plantas verdes podem converter água e dióxido de carbono em açúcares na presença de luz solar. Este processo, a fotossíntese, utiliza o dióxido de carbono presente na atmosfera. Dióxido de carbono gasoso é armazenado nas plantas como íons bicarbonato. Nas plantas terrestres e aquáticas, a anidrase carbônica desempenha um importante papel na conversão de íons de bicarbonato de volta para o dióxido de carbono na fotossíntese. Outro fenômeno interessante biológico onde este enzima desempenha um papel é a calcificação dos corais. O cálcio da água do mar reage com o bicarbonato produzido pela anidrase carbônica, formando carbonato de cálcio. Este é depositado na camada exterior rígida dos corais.

Anidrases Carbônicas

Anidrase carbônica é uma enzima que auxilia na conversão rápida de dióxido de carbono e água em ácido carbônico, prótons e íons bicarbonato. Essa enzima foi identificada pela primeira vez em 1933, nas células vermelhas do sangue de vacas. Desde então, tem-se verificado ser abundante em todos os tecidos de mamíferos, plantas, algas e bactérias. Esta antiga enzima é classificada em três classes distintas (chamadas de anidrases carbônicas alfa, beta e gama). Os membros dessas diferentes classes partilham uma pequena similaridade na sequência e/ou estrutura, ainda que todos eles executem a mesma função e requeiram um íon de zinco no sítio ativo.

Anidrase carbônica de mamíferos pertencem à classe alfa, a das plantas pertencem à classe beta, enquanto a enzima produzida a partir de metano nas bactérias que crescem em águas termais pertencem à classe de gama. Assim, é evidente que estas classes de enzimas têm evoluído independentemente para criar sítio ativo semelhante na enzima. A partir das entradas do PDB 1CA2, 1DDZ e 1THJ, estão apresentadas ao lado, de cima para baixo, exemplos de anidrases carbônicas alfa, beta e gama, respectivamente. Os íons de zinco no sítio ativo são apresentados na cor azul nestas figuras. Note que a enzima alfa é um monômero, enquanto que a enzima gama é trimérica. Embora a enzima beta mostrada aqui seja um dímero, existem quatro íons de zinco ligados à estrutura, indicando quatro possíveis sítios ativos. Outros membros desta classe de enzimas formam tetrâmeros, hexâmeros ou octâmeros, sugerindo que o dímero é, provavelmente, uma unidade de construção para esta classe.

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As anidrases carbônicas em mamíferos ocorrem em cerca de 10 formas ligeiramente diferentes, dependendo do tecido ou compartimento celular em que estão localizadas. Estas isoenzimas têm algumas variações em sua sequência, gerando diferenças específicas em sua atividade. Assim, isozimas encontradas em algumas fibras musculares têm baixa atividade enzimática, quando comparada com as secretadas por glândulas salivares. Enquanto a maioria das anidrases carbônicas são solúveis e secretadas, algumas estão ligadas às membranas de células epiteliais específicas. Para uma visão mais profunda, observe a anidrase carbônica a partir de uma perspectiva genômica.

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Anidrase Carbônica na Saúde e na Doença

Uma vez que esta enzima produz e usa prótons e íons bicarbonato, a anidrase carbônica desempenha um papel-chave na regulação do pH e no balanço de fluidos em diferentes partes do nosso corpo. Em nosso estômago desempenha um papel na secreção de ácidos, enquanto a mesma enzima ajuda a tornar o suco pancreático alcalino e a saliva neutra. O transporte dos prótons e íons de bicarbonato produzidos no rim e olhos influencia o conteúdo de água das células nestes locais. Assim, a anidrase carbônica executa diferentes funções em locais específicos, e sua ausência ou mau funcionamento pode conduzir a estados patológicos, que vão desde a perda de ácido produzido no estômago à insuficiência renal.