# CA1 (جين)

الأنهيداز الكربونية 1هو إنزيم يتم ترميزه عند البشر بواسطة جين CA1.
أنهيدراز كربوني (CA) هي عائلة كبيرة من الانزيمات المعدنية الزنك التي تحفز الترطيب القابل للعكس لثنائي أكسيد الكربون. يشاركون في مجموعة متنوعة من العمليات البيولوجية، بما في ذلك التنفس الخلوي، والتكلس، وتوازن الحمض القاعدي، وارتشاف العظم، وتشكيل الفكاهة المائية، والسائل الدماغي الشوكي، واللعاب، والعصارة الهضمية.
تظهر تنوعًا واسعًا في توزيع الأنسجة وفي توطينها التحت خلوي. يرتبط CA1 ارتباطًا وثيقًا بجينات CA2 و CA3 على الكروموسوم 8، وهو يشفر بروتين عصاري خلوي يوجد على أعلى مستوى في كريات الدم الحمراء. تم وصف المتغيرات النصية لـ CA1 باستخدام polyA_sites البديلة في الأدبيات.

## بناء

يحتوي البروتين CA1 البشري على الموقع النشط N-terminus، وموقع ارتباط الزنك، وموقع ربط الركيزة. يكشف التركيب البلوري لمركب الأنيون بيكربونات CA1 عن اثنتين من الروابط الهيدروجينية بين الزوج ثريونين-حمض الجلوتاميك وزوج Glu117-هستيدين119، وعلاقة P-H واحدة بين جزيء الماء وحلقة فينيل من بقايا تيروسين. يرتبط تثبيط المنتج من CA1 عبر الأنيكون بيكربونات إلى تغيير توطين البروتون على His119. لذلك يعتبر الرابطة Glu117-His119 H لتنظيم أيونات الزنك والقوة الملزمة من أنيون البيكربونات.

## آلية

إن التفاعل الذي يتم تحفيزه بواسطة CA1 هو نفسه مثل بروتينات عائلة الأنهيدراز الكربونية الأخرى:
    ${\ce {CO2+H2O->[{\text{Carbonic anhydrase}}]H2CO3}}$
(في الأنسجة - تركيز ثاني أكسيد الكربون العالي)
يحتوي التفاعل المحفز CA1 على حركية ميكايليس و مينتين من 4.0 mM لـ CO2، الجهد الأقصى للإنزيم من 2 × 105 s − 1، والكفاءة التحفيزية (Kcat / Km) من 5 × 107 M − 1s − 1 مقارنة إلى isuzymes أخرى من عائلة α-CA من anhydrases الكربونية. معدل الدوران والمعدل الحفاز CA1 ليست سوى حوالي 10 ٪ من CA2 (Kcat: 1.4 × 106 s − 1 Kcat / Km: 1.5 × 108 M − 1s − 1).

## وظيفة

ينتمي الأنهيدراز الكربونيك 1 إلى العائلة الفرعية α-CA ويتم توطينه في العصارة الخلوية لخلية الدم الحمراء، والسبيل الهضمي، والقلب وغيرها من الأعضاء أو الأنسجة. يساهم النقل عبر الغشاء لبيكربونات كاليفورنيا المنتجة بشكل كبير في تنظيم أس هيدروجيني.
في متغير الإنسان الذي ينشط فيه الزنك من CA1، ميشيغان فاريانت، تغيرت طفرة نقطية واحدة من 67 هستيدين إلى أرجنين في منطقة حرجة من الموقع النشط. هذا النوع من الزنك إنزيم بروتين فلزي، فريد من حيث أنه يمتلك نشاط استرياز الذي تم تعزيزه بشكل خاص بإضافة أيونات الزنك الحرة.

## تفاعلات

تبين أن CA1 يتفاعل مع:
* TFCP2
* HSD17B7
* MAPK6
تم تأكيد هذه التفاعلات باستخدام علم الخلايا الحية عالية الإنتاج.

## مراجع

* ↑ Lowe N، Edwards YH، Edwards M، Butterworth PH (أغسطس 1991). "Physical mapping of the human carbonic anhydrase gene cluster on chromosome 8". Genomics. ج. 10 ع. 4: 882–8. DOI:10.1016/0888-7543(91)90176-F. PMID:1916821.
* 1 2 "Entrez Gene: CA1 carbonic anhydrase I". مؤرشف من الأصل في 2019-12-07.
* 1 2 "CA1 - Carbonic anhydrase 1 - Homo sapiens (Human) - CA1 gene & protein". www.uniprot.org. مؤرشف من الأصل في 2018-06-27. اطلع عليه بتاريخ 2016-03-23.
* ↑ Kumar V، Kannan KK (أغسطس 1994). "Enzyme-substrate interactions. Structure of human carbonic anhydrase I complexed with bicarbonate". Journal of Molecular Biology. ج. 241 ع. 2: 226–32. DOI:10.1006/jmbi.1994.1491. PMID:8057362.
* ↑ Carbonic acid has a pK$_a$ of around 6.36 (the exact value depends on the medium) so at pH 7 a small percentage of the bicarbonate is protonated. See حمض الكربونيك for details concerning the equilibria HCO$^−$ $_3$ + H$^+$ H$_2$CO$_3$ and H$_2$CO$_3$ CO$_2$ + H$_2$O
* ↑ Briganti F، Mangani S، Scozzafava A، Vernaglione G، Supuran CT (أكتوبر 1999). "Carbonic anhydrase catalyzes cyanamide hydration to urea: is it mimicking the physiological reaction?". Journal of Biological Inorganic Chemistry. ج. 4 ع. 5: 528–36. DOI:10.1007/s007750050375. PMID:10550681.
* 1 2 Ferraroni M، Tilli S، Briganti F، Chegwidden WR، Supuran CT، Wiebauer KE، Tashian RE، Scozzafava A (مايو 2002). "Crystal structure of a zinc-activated variant of human carbonic anhydrase I, CA I Michigan 1: evidence for a second zinc binding site involving arginine coordination". Biochemistry. ج. 41 ع. 20: 6237–44. DOI:10.1021/bi0120446. PMID:12009884.
* ↑ Torella D، Ellison GM، Torella M، Vicinanza C، Aquila I، Iaconetti C، Scalise M، Marino F، Henning BJ، Lewis FC، Gareri C، Lascar N، Cuda G، Salvatore T، Nappi G، Indolfi C، Torella R، Cozzolino D، Sasso FC (1 يناير 2014). "Carbonic anhydrase activation is associated with worsened pathological remodeling in human ischemic diabetic cardiomyopathy". Journal of the American Heart Association. ج. 3 ع. 2: e000434. DOI:10.1161/JAHA.113.000434. PMC:4187518. PMID:24670789.
* ↑ Alvarez BV، Quon AL، Mullen J، Casey JR (1 يناير 2013). "Quantification of carbonic anhydrase gene expression in ventricle of hypertrophic and failing human heart". BMC Cardiovascular Disorders. ج. 13: 2. DOI:10.1186/1471-2261-13-2. PMC:3570296. PMID:23297731.{{استشهاد بدورية محكمة}}: صيانة الاستشهاد: دوي مجاني غير معلم (link)
* ↑ Rolland T، Taşan M، Charloteaux B، Pevzner SJ، Zhong Q، Sahni N، وآخرون (نوفمبر 2014). "A proteome-scale map of the human interactome network". Cell. ج. 159 ع. 5: 1212–26. DOI:10.1016/j.cell.2014.10.050. PMC:4266588. PMID:25416956.
* ↑ Wang J، Huo K، Ma L، Tang L، Li D، Huang X، وآخرون (1 يناير 2011). "Toward an understanding of the protein interaction network of the human liver". Molecular Systems Biology. ج. 7: 536. DOI:10.1038/msb.2011.67. PMC:3261708. PMID:21988832.
* ↑ Vinayagam A، Stelzl U، Foulle R، Plassmann S، Zenkner M، Timm J، Assmus HE، Andrade-Navarro MA، Wanker EE (سبتمبر 2011). "A directed protein interaction network for investigating intracellular signal transduction". Science Signaling. ج. 4 ع. 189: rs8. DOI:10.1126/scisignal.2001699. PMID:21900206.

## قراءات إضافية

* Tashian RE، Carter ND (1977). "Biochemical genetics of carbonic anhydrase". Advances in Human Genetics. ج. 7: 1–56. PMID:827930.
* Sly WS، Hu PY (1995). "Human carbonic anhydrases and carbonic anhydrase deficiencies". Annual Review of Biochemistry. ج. 64 ع. 1: 375–401. DOI:10.1146/annurev.bi.64.070195.002111. PMID:7574487.
* Kendall AG، Tashian RE (يوليو 1977). "Erythrocyte carbonic anhydrase I: inherited deficiency in humans". Science. ج. 197 ع. 4302: 471–2. DOI:10.1126/science.406674. PMID:406674.
* Kannan KK، Notstrand B، Fridborg K، Lövgren S، Ohlsson A، Petef M (يناير 1975). "Crystal structure of human erythrocyte carbonic anhydrase B. Three-dimensional structure at a nominal 2.2-A resolution". Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. ج. 72 ع. 1: 51–5. DOI:10.1073/pnas.72.1.51. PMC:432238. PMID:804171.
* Dawson SJ، White LA (مايو 1992). "Treatment of Haemophilus aphrophilus endocarditis with ciprofloxacin". The Journal of Infection. ج. 24 ع. 3: 317–20. DOI:10.1016/S0163-4453(05)80037-4. PMID:1602151.
* Lowe N، Brady HJ، Barlow JH، Sowden JC، Edwards M، Butterworth PH (سبتمبر 1990). "Structure and methylation patterns of the gene encoding human carbonic anhydrase I". Gene. ج. 93 ع. 2: 277–83. DOI:10.1016/0378-1119(90)90236-K. PMID:2121614.
* Noda Y، Sumitomo S، Hikosaka N، Mori M (أبريل 1986). "Immunohistochemical observations on carbonic anhydrase I and II in human salivary glands and submandibular obstructive adenitis". Journal of Oral Pathology. ج. 15 ع. 4: 187–90. DOI:10.1111/j.1600-0714.1986.tb00604.x. PMID:3088232.
* Barlow JH، Lowe N، Edwards YH، Butterworth PH (مارس 1987). "Human carbonic anhydrase I cDNA". Nucleic Acids Research. ج. 15 ع. 5: 2386. DOI:10.1093/nar/15.5.2386. PMC:340641. PMID:3104879.
* Edwards YH، Barlow JH، Konialis CP، Povey S، Butterworth PH (مايو 1986). "Assignment of the gene determining human carbonic anhydrase, CAI, to chromosome 8". Annals of Human Genetics. ج. 50 ع. Pt 2: 123–9. DOI:10.1111/j.1469-1809.1986.tb01030.x. PMID:3124707.
* Lin KT، Deutsch HF (أبريل 1974). "Human carbonic anhydrases. XII. The complete primary structure of the C isozyme". The Journal of Biological Chemistry. ج. 249 ع. 8: 2329–37. PMID:4207120.
* Giraud N، Marriq C، Laurent-Tabusse G (1975). "[Primary structure of human B erythrocyte carbonic anhydrase. 3. Sequence of CNBr fragment I and III (residues 149-260)]". Biochimie. ج. 56 ع. 8: 1031–43. DOI:10.1016/S0300-9084(74)80093-3. PMID:4217196.
* Andersson B، Nyman PO، Strid L (أغسطس 1972). "Amino acid sequence of human erythrocyte carbonic anhydrase B". Biochemical and Biophysical Research Communications. ج. 48 ع. 3: 670–7. DOI:10.1016/0006-291X(72)90400-7. PMID:4625868.
* Lin KT، Deutsch HF (مارس 1973). "Human carbonic anhydrases. XI. The complete primary structure of carbonic anhydrase B". The Journal of Biological Chemistry. ج. 248 ع. 6: 1885–93. PMID:4632246.
* Omoto K، Ueda S، Goriki K، Takahashi N، Misawa S، Pagaran IG (يناير 1981). "Population genetic studies of the Philippine Negritos. III. Identification of the carbonic anhydrase-1 variant with CA1 Guam". American Journal of Human Genetics. ج. 33 ع. 1: 105–11. PMC:1684865. PMID:6781336.
* Chegwidden WR، Wagner LE، Venta PJ، Bergenhem NC، Yu YS، Tashian RE (1995). "Marked zinc activation of ester hydrolysis by a mutation, 67-His (CAT) to Arg (CGT), in the active site of human carbonic anhydrase I". Human Mutation. ج. 4 ع. 4: 294–6. DOI:10.1002/humu.1380040411. PMID:7866410.
* Bekku S، Mochizuki H، Takayama E، Shinomiya N، Fukamachi H، Ichinose M، Tadakuma T، Yamamoto T (ديسمبر 1998). "Carbonic anhydrase I and II as a differentiation marker of human and rat colonic enterocytes". Research in Experimental Medicine. Zeitschrift Für Die Gesamte Experimentelle Medizin Einschliesslich Experimenteller Chirurgie. ج. 198 ع. 4: 175–85. PMID:9879596.
* Puscas I، Coltau M، Baican M، Pasca R، Domuta G، Hecht A (2001). "Vasoconstrictive drugs increase carbonic anhydrase I in vascular smooth muscle while vasodilating drugs reduce the activity of this isozyme by a direct mechanism of action". Drugs Under Experimental and Clinical Research. ج. 27 ع. 2: 53–60. PMID:11392054.
* بوابة الكيمياء الحيوية
* بوابة علم الأحياء الخلوي والجزيئي