碳酸酐酶
拼音:tansuanganmei
英文名稱：Carbonic Anhydrase
1940年發現的第一個鋅酶，也是最重要的鋅酶。現已報導有80多種鋅酶，居各類金屬的首位。碳酸酐酶是紅細胞的主要蛋白質成分之一，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是二氧化碳（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H2CO3CO2＋H2O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)，存在於脊椎動物的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。在胃中對鹽酸的分泌起作用，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。碳酸酐酶（ＣＡ）是一組參與體內酸鹼平衡調節及離子交換等過程的含鋅金屬酶。迄今至少發現8種同工酶，各同工酶的催化活性、生理功能及其對抑制劑的敏感性有明顯差異。其中ＣＡⅡ、Ⅳ分布廣泛，功能多元化。ＣＡⅡ的生物學結構研究表明，Ｈ94、Ｈ96、Ｔ199、Ｈ64、Ｌ198等是酶催化活性的主要胺基酸殘基，其中198位殘基還與酶和抑制劑的親和力、酶在催化ＣＯ2水化反應中的ｐＨ依賴性有關。此外，類固醇及某些表面活性劑影響ＣＡ功能。 碳酸酐酶的生物學研究進展張蓬李學軍（北京醫科大學基礎醫學院藥理學系，北京100083）摘要碳酸酐酶（ＣＡ）是一組參與體內酸鹼平衡調節及離子交換等過程的含鋅金屬酶。迄今至少發現8種同工酶，各同工酶的催化活性、生理功能及其對抑制劑的敏感性有明顯差異。其中Ｃ
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。
抑制劑
CA在睫狀體上皮細胞中催化CO2和H2O生成HCO3，透過腔膜分泌於房水，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回流不暢，引起眼壓升高。CA抑制劑（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 乙醯唑胺是首先用於青光眼的口服治療藥物，由於脂溶性低，眼內分布較少，需用較大劑量（1000－2000毫克）才有效，因而白藥濃度較高；長期用藥易出現低血鉀和代謝性酸中毒（高氯血症性酸中毒），因此臨床套用日漸減少。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、胃腸不適和疲勞，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。布林唑胺於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後，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胺基酸，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。
