《微藻碳酸酐酶生物地球化學作用》: 第一章 碳酸酐酶的生物學作用 摘要 碳酸酐酶(carbonic anhydrase,CA ,EC 4.2.1.1)是一種含鋅的金屬酶,催 化CO2與HCD32間的可逆轉化。碳酸酐酶在生物界分布廣泛,種類眾多,它 的活性受環境條件的影響很大,主要影響因素有:水分、光照、環境pH、CO2 濃度、HCO3濃度等環境條件。碳酸酐酶在光閤作用、呼吸作用、維持生物體內 酸堿平衡及離子交換等方麵都具有非常重要的生理功能。 碳酸酐酶的分析方法主要有:pH計法、放射免疫分析法、同位素二氧化碳 質譜分析法、mRNA測定法、比色法等,其中,以改進的pH計法最常用。 碳酸酐酶的抑製劑主要有乙酰唑胺(acetazolamide,AZ)和乙氧苯並噻唑磺胺 (ethoxyzolamide,EZ),它們在碳酸酐酶的研究中具有非常重要的意義。本書中 我們利用乙酰唑胺來研究碳酸酐酶胞外酶的一些生物地球化學過程。 Chapter 1Biological function of carbonic anhydrase Abstract Carbonic anhydrase ( CA,EC4.2.1.1),a zinc-containing metalloenzyme,catalyzes the reversible interconversion between bicarbonate (HCO3 ) and carbon dioxide (CO2 ).CA is ubiquitously found in all kindoms of life and it has multiple isoforms.The activities of CAs are varied largely at different conditions,such as moisture,light,pH,CO2 concentration and HCO3 concentration etc.CA plays many physiological functions in photosynthesis,respiration,pH homeostasis,and ion transport etc. The main methods to determine CA activity are as follows:pH meter meth?od ,radioimmunoassay,isotopes of carbon dioxide mass spectrometry,mRNA assay,colorimetry.Among these methods,the pH meter method with slight modifications was used commonly. The acetazolamide (AZ) and ethoxyzolamide (EZ) are two inhibitors,which have very important significance in the study of CA.In this book,AZ was used to study some biogeochemical process of extracellular carbonic anhydrase. 第一節 碳酸酐酶簡介 一、碳酸酐酶的結構和性質 碳酸酐酶(carbonic anhydrase,CA) (EC4.2.1.1)是一種含 Zn 的金屬酶,分 子質量約為30000Da。它的結構含一條捲麯的蛋白質鏈和一個Zn2,其中,Zn2處於變形四麵體的配位環境。 CA廣泛存在於動物和植物中,甚至在有些微生物中也含有該酶(Smith and Ferry,2000),到目前為止,已報道齣80多種含鋅的金屬酶,位居各種金屬酶 的首位。它可以催化C()2和HCD3之間的相互轉化(方程(1-1))。在無CA的條 件下,平衡需要1min;而在有CA催化的條件下,平衡隻需要10 6s(Khalifah,1971)。 碳酸酐酶在光閤作用、離子交換、鈣化作用、維持生物體內酸堿平衡、無機 碳轉運等一係列的生理過程中都有十分重要的生理功能(Badger and Price,1994; Gilmour and Perry,2009)。 ……