Carbonic anhydrase hydrates carbon dioxide (cytosol)

Carbonic anhydrase I (CA1, Khalifah 1971, Simonsson et al. 1982, Ren and Lindskog 1992), carbonic anyhydrase II (CA2, Tibell et al. 1984, Jones and Shaw 1983, Pesando 1975, Ghannam et al. 1986), carbonic anhydrase III (CA3, Carter et al. 1979, Tu et al. 1990, Tu et al. 1994, Tu et al. 1998, Silverman et al. 1993), carbonic anhydrase VII (CA7, Bootorabi et al. 2010, Gitto et al. 2010) hydrate carbon dioxide to yield bicarbonate and a proton. Carbonic anhydrase deprotonates water to yield a zinc-hydroxyl group and a proton which is transferred to external buffer molecules via histidine or glutamate residues in carbonic anhydrase. The hydroxyl group reacts with carbon dioxide in the active site to yield bicarbonate. A water molecule displaces the bicarbonate and the reaction cycle begins again (reviewed in Lindskog 1997). Depending on the concentrations of reactants the reaction is reversible.<br>CA2 and CA7 have high catalytic activity, CA1 has low activity (10% of the activity of CA2), and CA3 has very low activity (1% of the activity of CA2). CA1 and CA2 are found in erythrocytes. CA2 is also found in kidney, lung, and white muscle where it facilitates diffusion of carbon dioxide. CA3 is found in red muscle where it participates in resistance against oxidative stress.

碳酸酐酶I（CA1，Khalifah于1971年报道，Simonsson等人于1982年研究，Ren和Lindskog于1992年研究），碳酸酐酶II（CA2，Tibell等人于1984年研究，Jones和Shaw于1983年研究，Pesando于1975年研究，Ghannam等人于1986年研究），碳酸酐酶III（CA3，Carter等人于1979年研究，Tu等人于1990年研究，Tu等人于1994年研究，Tu等人于1998年研究，Silverman等人于1993年研究），碳酸酐酶VII（CA7，Bootorabi等人于2010年研究，Gitto等人于2010年研究）通过水合二氧化碳生成碳酸氢盐和质子。碳酸酐酶通过去质子化水生成锌-羟基团和质子，该质子通过碳酸酐酶中的组氨酸或谷氨酸残基转移至外部缓冲分子。羟基团与活性位点中的二氧化碳反应生成碳酸氢盐。水分子将碳酸氢盐置换，反应周期由此重新开始（参见Lindskog于1997年的综述）。根据反应物的浓度，该反应可逆。CA2和CA7具有高催化活性，CA1活性较低（仅为CA2活性的10%），而CA3活性极低（仅为CA2活性的1%）。CA1和CA2存在于红细胞中。CA2亦存在于肾脏、肺和白色肌肉中，有助于二氧化碳的扩散。CA3存在于红色肌肉中，参与抵抗氧化应激的过程。