碳酸酐酶

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  拼音:tansuanganmei   英文名稱:Carbonic Anhydrase(CA)   1940年發現的第一個鋅酶,也是最重要的鋅酶。現已報道有80多種鋅酶,居各類金屬的首位。分佈於人體內腎小管上皮細胞胃黏膜胰腺紅細胞中樞神經細胞睫狀體上皮細胞等組織中。碳酸酐酶是紅細胞的主要蛋白成分之一,在紅細胞中的地位僅次於血紅蛋白。含一條捲曲的蛋白質鏈和一個鋅(Ⅱ)離子分子量約為30000。鋅離子處於變形四面體的配位環境催化的最重要的反應二氧化碳(碳酸酐)可逆的水合作用,使它在生理pH值條件(pH值≌7)下很快進行。為催化CO2(g) + H2O → H2CO3反應的酶,酶加速二氧化碳水合的因子在10^7左右。上述反應對呼吸作用極為重要。   碳酸酐酶是鋅蛋白質(動物原性),存在脊椎動物紅血球和許多動物的各種組織以及植物的葉中。它在紅血球中具有對碳酸和重碳酸離子的迅速轉換的作用。在胃中對鹽酸分泌起作用,一般來說,具有調節體液pH的作用。另外認為與植物的光合成有關係。

主要功能

  :   1. 在血液及其他組織中維持酸鹼平衡。   2. 幫助體內組織排除二氧化碳。   3. 確保以CO2 和HCO3-為催化底物的酶保持適度的底物濃度

抑製劑

  CA在睫狀體上皮細胞中催化CO2和H2O生成HCO3,透過腔膜分泌于房水,由於房水中的液體要保持電中性,Na+向房水分泌增加,同時帶動Cl-向房水移動,從而使房水形成高滲壓,於是促進H2O向房水流動;保持房水平衡和正常的pH值。而青光眼病人由於房水迴流不暢,引起眼壓升高。CA抑製劑(CAIs)可抑制 CA的活性,使HCO3生成減少而降低眼壓,臨床上主要用於治療青光眼,降低眼壓。   CAIs作為治療青光眼的藥物,按其發展過程和藥理作用分為三代:第一代口服CAIs,第二代局部用CAIs,第三代長效無刺激局部用CAIs。   第一代口服CAIs 乙酰唑胺是首先用於青光眼的口服治療藥物,由於脂溶性低,眼內分佈較少,需用較大劑量(1000-2000毫克)才有效,因而白葯濃度較高;長期用藥易出現低血鉀代謝性酸中毒(高氯血症性酸中毒),因此臨床應用日漸減少。口服CAIs對非眼組織CA的抑制,會產生嚴重的全身不良反應。用藥初期出現多尿、胃腸不適疲勞,部分病人發生腎結石,極少數病例發生粒細胞缺乏症。   第二代局部用CAIs 20世紀90年代初合成了多爾唑胺和布林唑胺。其具有較強的選擇性抑制 CA活性和較高的水溶性與脂溶性,便於配製滴眼液,能透過角膜,使藥物在睫狀體達到有效藥物濃度。1995年,多爾唑胺滴眼液在德國上市,無全身不良反應。但由於水溶液 pH值為5.5,對眼結膜有輕度刺激性。布林唑胺于1998年上市,其水溶性較差,故配製成混懸液。其抑制CA的作用強於多爾唑胺,對眼的刺激較輕。且作用時間短,只能維持2-3個小時,每天需要多次用藥才能保持有效的藥物濃度.   第三代長效無刺激局部用CAIs 科研人員對CAIs化合物的結構進行改造后,獲得兩個強效、作用時間較長(5-6小時)的CAIs,但配製成滴服液的pH值為5.5左右,對眼仍有刺激。為解決pH問題,科研人員將化合物尾部的雙羧基改換為氨基酸,使其滴服液的pH值在6.5-7之間,對眼的刺激基本消除。至此,第三代CAIs的雛形已基本形成。