碳酸酐酶III在疾病和肌肉疲劳发生发展中的作用
碳酸酐酶生理功能的研究进展
碳酸酐酶生理功能的研究进展
彭春霞;高艳明
【期刊名称】《北京大学学报（医学版）》
【年(卷),期】2007(039)002
【摘要】碳酸酐酶（carbonic anhydrase，CA）是一族含锌酶。
在哺乳动物中，几乎所有的组织均可检测到CA。
CA至少有14种同工酶，其结构、动力学性质、对抑制剂的敏感性、组织内的分布及亚细胞的定位均有不同，参与机体气体运输、酸碱调节和组织的分泌等面功能，在维持内环境的稳定方面发挥重要作用。
【总页数】3页(P210-212)
【作者】彭春霞;高艳明
【作者单位】民航总医院内分泌科;北京大学第一医院内分泌科,北京,100034【正文语种】中文
【中图分类】R34
【相关文献】
1.碳酸酐酶-9与妇科肿瘤的研究进展 [J], 刘丹;马晓红;李杰;宋倩琳;高建华;于红丽
2.碳酸酐酶与消化系统疾病关系的研究进展 [J], 曹景莹;杨文宇
3.碳酸酐酶Ⅸ在肿瘤中的研究进展 [J], 江立基;李先明
4.碳酸酐酶的生理功能、多样性及其在CO2捕集中的应用 [J], 李春秀;姜笑辰;邱勇隽;许建和
5.碳酸酐酶固定及在二氧化碳捕集应用研究进展 [J], 于洋;刘琦;吕静;罗聃;彭勃
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新人教版高中生物学选修一稳态与调节课后习题答案
细胞生活的环境问题探讨1. 图 1 所示的是人血液中的血细胞，包括红细胞、白细胞等；图 2 所示的是单细胞动物草履虫。
血细胞生活在血浆中，草履虫直接生活在外界水环境中。
两者生活环境的相似之处是：都是液体环境。
不同之处是：血细胞生活在血浆中，并不直接与外界环境进行物质交换，而草履虫生活在外界环境中，直2.若将血细胞置于草履虫生活的水环境中，血细胞会出现吸水膨胀直至破裂的现象。
（P2） 思考· 讨论1.细胞外液是指存在于细胞外的体液，包括血浆、组织液和淋巴液等。
血细胞直接生活在血浆中，体内绝大多数细胞直接生活在组织液中， 大量淋巴细胞直接生活在淋巴液中。
所以说，细胞外液是体内细胞直接生活的环境。
（P3）2. 当血浆流经毛细血管时，水和一切能够透过毛细血管壁的物质可以在毛细血管动脉端渗出，进入组织细胞间隙而成为组织液，绝大多数的组织液在毛细血管静脉端又可以重新渗入血浆中。
少量的组织液还可以渗入毛细淋巴管，形成淋巴液，淋巴液经淋巴循环由左右锁骨下静脉汇人血浆。
它们之间的关系如下图所示。
（P3）3.人体细胞外液主要由组织液、血浆和淋巴液等构成，它们虽然分布在人体不同部位（血浆位于血管内，组织液分布于组织细胞之间，淋巴液分布于淋巴管内），但基本化学成分相同，并且彼此紧密联系，共同构成人体细胞生活的内环境。
由此可见，全身的细胞外液是一个有机的整体。
（P3）思考·讨论1.表中的化学物质可分为无机物和有机物两类。
无机物包括水和无机盐（如钠、钾、钙、磷、镁、血清铁、氯、碳酸氢盐等），有机物包括糖类（如葡萄糖）、蛋白质（如丙氨酸氨基转移酶、碱性磷酸酶、乳酸脱氢酶等）、脂类（如三酰甘油、胆固醇）等。
表中的化学物质也可分为营养物质和代谢废物。
营养物质包括水、无机盐、蛋白质、葡萄糖、三酰甘油等，代谢废物包括尿素、尿酸、CO2。
提示：学生也可以采取其他的分类方式。
（P4）2.血浆中还含有各种激素、维生素、O2 等。
碳酸酐酶Ⅲ与肌肉疲劳之间的关系及其对疲劳消除作用的初步观察.
碳酸酐酶Ⅲ与肌肉疲劳之间的关系及其对疲劳消除作用的初步观察运动性肌肉疲劳(Exercise-induced muscle fatigue)特指运动引起肌肉产生最大随意收缩力量或输出功率暂时性下降的生理现象，它严重影响运动能力的发挥和体能的恢复，是运动医学领域研究的热点问题。
其发生机制极其复杂，涉及中枢运动驱动、神经肌肉接头兴奋一收缩耦联和肌肉能量代谢等多种生理过程，其中肌肉基本化学物质的改变是肌肉收缩速度与强度改变的基础，绝大部分中枢神经系统和神经肌肉接头并没有累及。
近来研究发现，骨骼肌碳酸酐酶Ⅲ(CarbonicanhydraseⅢ，CAⅢ)表达水平和／或活性的改变可能与骨骼肌疲劳的发生有关。
然而有关肌肉疲劳发生后骨骼肌CAⅢ的表达情况研究尚未见文献报道，此外，如何在体外大量获取纯化的CAⅢ，然后将其转导进入骨骼肌以观察其对肌肉疲劳的影响呢?为解决以上问题，本研究通过大强度跑台运动和低频电刺激的方法建立了大鼠骨骼肌疲劳模型，探讨了骨骼肌CAⅢ水平与肌肉疲劳之间的关系；构建了含有编码TAT-CAⅢ全长DNA序列的质粒表达载体并表达纯化出融合蛋白，观察了TAT-CAⅢ在体内外的跨膜转运能力并通过补充TAT-CAⅢ初步观察了其对肌肉疲劳恢复的影响。
本研究分以下三个部分：第一部分大鼠骨骼肌疲劳模型的建立及疲劳后肌肉和血清CAⅢ的表达情况目的构建大鼠骨骼肌疲劳模型并观察疲劳后肌肉和血清CAⅢ的表达情况，探讨CAⅢ与骨骼肌疲劳之间的关系。
方法36只雄性SD大鼠随机分为对照组、运动组和刺激组。
运动组参照Bedford方案进行一次大强度跑台运动制作大鼠急性疲劳模型，刺激组采用低频电刺激的方法诱发大鼠腓肠肌疲劳。
Western blot检测大鼠骨骼肌及血清中CAⅢ的表达水平。
结果(1)与对照组相比，运动组大鼠比目鱼肌CAⅢ的表达水平明显降低(P＜0．05)，但趾长伸肌及血清CAⅢ的表达水平与对照组相比差异无统计学意义(P＞0．05)。
碳酸酐酶作用机理
碳酸酐酶作用机理
碳酸酐酶是一种广泛存在于生物体内的酶，它在许多生物过程中发挥
着重要作用。
碳酸酐酶的作用机理是将二氧化碳和水转化为碳酸氢根
离子和氢离子，这个过程被称为碳酸酐酶催化的碳酸酐水解反应。
碳酸酐酶的结构非常复杂，它由多个亚基组成，其中最重要的是催化
亚基。
催化亚基包含一个金属离子，通常是锌离子，它与酶的氨基酸
残基形成一个复杂的结构。
这个结构能够促进碳酸酐水解反应的发生。
碳酸酐酶的作用机理可以分为两个步骤。
首先，碳酸酐酶将二氧化碳
分子与催化亚基上的水分子结合，形成一个中间体。
这个中间体是一
个碳酸酐酶-水-二氧化碳复合物，它非常不稳定，容易分解。
在第二个步骤中，碳酸酐酶将中间体分解成碳酸氢根离子和氢离子。
这个过程需要催化亚基上的锌离子的参与。
锌离子能够促进水分子的
离解，使其形成一个氢离子和一个氢氧根离子。
同时，锌离子还能够
稳定碳酸氢根离子，使其不会再次结合成二氧化碳和水。
总的来说，碳酸酐酶的作用机理非常复杂，它涉及到多个亚基的相互
作用和多个化学反应的发生。
然而，这个机理的核心是催化亚基上的
锌离子，它能够促进碳酸酐水解反应的发生，并且稳定产生的碳酸氢
根离子。
这个机理的理解对于研究生物过程和开发新药物都非常重要。
碳酸酐酶抑制剂的名词解释
碳酸酐酶抑制剂的名词解释碳酸酐酶抑制剂是一类广泛应用于医药和农业领域的化合物，主要用于抑制碳酸酐酶（carbonic anhydrase）的活性。
碳酸酐酶是一种存在于多种生物体内的酶类，参与了一系列重要的生理过程，包括细胞呼吸、氧合作用、酸碱平衡等。
碳酸酐酶抑制剂通过与碳酸酐酶结合，阻断其催化反应，从而发挥抑制酶活性的作用。
碳酸酐酶抑制剂通常被广泛用于药物研发领域。
由于碳酸酐酶在多种疾病中起到关键作用，如癌症、高血压、青光眼等，因此抑制碳酸酐酶可以成为治疗这些疾病的方法之一。
例如，碳酸酐酶抑制剂可用于抑制肿瘤细胞中的酸碱平衡，从而抑制肿瘤细胞的生长和扩散。
此外，碳酸酐酶抑制剂还被用于治疗高血压，因为它们可以减少血管中的二氧化碳含量，从而降低血压。
碳酸酐酶抑制剂的应用不仅限于医药领域，还广泛应用于农业。
在植物中，碳酸酐酶参与了光合作用和气孔的调节过程。
因此，通过使用碳酸酐酶抑制剂，可以调控植物的光合作用效率和水分利用效率，从而提高农作物的产量和抗逆性。
此外，碳酸酐酶抑制剂还可用于控制杂草的生长，从而减少农作物的竞争。
目前，已有多种碳酸酐酶抑制剂被成功开发并投入使用。
这些抑制剂分为两类：重金属离子和有机分子。
重金属离子如锌、铜等可以与碳酸酐酶结合，形成稳定的络合物，从而抑制其活性。
有机分子抑制剂则是通过与碳酸酐酶结合，阻止底物分子与酶发生反应。
目前，有机分子抑制剂被认为是更广泛应用的选择，因为它们具有较低的毒性和更好的选择性。
尽管碳酸酐酶抑制剂在医药和农业领域中具有广泛的应用前景，但其使用也存在一定的限制。
一方面，由于碳酸酐酶在多种生物体中广泛存在，包括人体中的正常细胞，因此使用碳酸酐酶抑制剂可能会对正常生理过程产生不良影响。
另一方面，某些碳酸酐酶抑制剂可能会与其他药物产生相互作用，从而增加潜在的毒副作用风险。
综上所述，碳酸酐酶抑制剂是一类用于抑制碳酸酐酶的化合物，具有广泛的应用前景。
在医药领域，碳酸酐酶抑制剂被用于治疗多种疾病；在农业领域，它们可用于提高农作物产量和抗逆性。
-碳酸酐酶在亚健康状态中的变化
亚健康状态血液中碳酸酐酶的变化一. 碳酸酐酶定义及主要生理功能碳酸酐酶(carbonic anhydrase，CA)：是一类含锌的蛋白酶，共发现了10种同工酶及三种碳酸酐酶相关蛋白，广布于人体各组织，能可逆性地催化CO2的水合反应，参与调节pH、离子运输等多种生理过程，碳酸酐酶的缺乏和异常将可能会导致一系列的疾病。
CA分布广泛。
CAⅠ，CAⅡ和CAⅢ为细胞质酶。
CAI存在于红细胞、胃黏膜上皮细胞中。
CAⅡ存在于胃肠道、肾、附睾、破骨细胞、脑脉络丛及眼部细胞内等。
CAⅣ存在于胃肠道、肾、附睾、输精管、骨骼肌、皮下平滑肌、脑毛细血管上皮细胞、心肌及眼部毛细血管、肝、泪腺等处。
CA的主要生理功能：1.在血液及其它组织中维持酸碱平衡；2.帮助体内组织排除二氧化碳；3.确保以CO2和HCO3-为催化底物的酶保持适度的底物浓度。
二. 碳酸酐酶在各器官中的生理作用1.肺在肺部，红细胞内的HCO3-与H+生成H2CO3，CAⅠ、CAⅡ加速H2CO3分解成CO2和H2O，CO2扩散入血浆，而血浆中的HCO3-进入红细胞以补充消耗的HCO3-。
因为肺泡气的PCO2比静脉血的低，血浆中的CO2可扩散入肺泡。
这样，以HCO3-形式运输的CO2在肺部被释放出来。
2.肾在一般膳食情况下，肌体内的酸性代谢产物多于碱性代谢产物，肾通过重吸收HCO3-和分泌H+,参与机体酸碱平衡的调节。
正常情况下，碳酸酐酶广泛分布于各段肾小管，近曲小管重吸收HCO3-的机制是：在CAⅡ的作用下，近端小管上皮细胞中CO2和H2O在CAⅡ的催化下形成H2CO3，然后迅速解离为H+和HCO3-。
H+在细胞膜顶端经Na+/H+泵转运进入近曲小管腔中，HCO3-经Na+- HCO3-联合转运器被转运至血液中，小部分通过CL-- HCO3-逆向转运方式进入细胞外液。
分泌至小管腔中的H+和HCO3-结合形成H2CO3，在CAⅣ作用下H2CO3迅速解离为CO2和H2O，CO2和H2O弥散回小管细胞中，再次进行CA催化的水化反应，形成H+和HCO3-。
【国家自然科学基金】_碳酸酐酶ⅲ_基金支持热词逐年推荐_【万方软件创新助手】_20140731
科研热词 碳酸酐酶 无机碳利用 非岩溶水 醋甲唑胺 胶质芽孢杆菌 肿瘤乏氧 细胞质雄性不育 神经趋化性 神经再生 磺胺类化合物 磷 碳酸钙 碳酸酐酶ⅸ(ca ⅸ) 环境调控 点击化学 氮 晶体生长 微藻 强直性脊柱炎 岩溶水 小新月菱形藻 大白菜 周围神经缺损 单生卵囊藻 化学去细胞异体神经 α -碳酸酐酶3 pet caco3沉积
科研热词 碳酸酐酶ⅸ 碳酸酐酶 碳酸酐酶1 生物矿化 放射治疗 成骨诱导 小黑麦 前列腺癌 免疫组化 hif-1α 骨生成 锌离子 钙粘连蛋白 重组人血管内皮抑素 酶活性 酶活 过氧化物酶 调控作用 血影蛋白 蛋白质组学 蛋白质相互作用 蛋白相互作用 莱茵衣藻 荧光定量pcr 肿瘤显像 结构预测 结构比对 结构与功能关系 红细胞蛋白质 精子钙通道 稳定性 磺胺类药物 碳酸酐酶ⅱ 碳酸酐酶ix 碳同位素分析 碳代谢 石生蓝藻 生理活性 生物质 生物信息学 珠蛋白 溶蚀速率 水稻 水生生态系统 氯离子 氮素利用效率 氮代谢 栅藻 支持向量机（svm） 拔节期 折叠路径 抗肿瘤活性
推荐指数 5 4 2 2 2 2 2 2 2 2 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1
无菌松动 摩尔消光系数 抑制剂 强直性脊柱炎 异烟肼 岩溶作用 小麦 基因树 基因克隆 喀斯特适生性 去神经支配 分子伴侣 克隆 光谱学 光合效率 光合作用 人工关节 亲和纯化 乙酰唑胺 中药 中华鳖 γ 氨基丁酸 α -葡萄糖苷酶 uv-b辐射 ph计法 ph obge蛋白 nbd多肽 he-ne激光 d型鸟苷酸环化酶 dca
2009年 序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33
碳酸酐酶作用机理
碳酸酐酶作用机理引言碳酸酐酶（carbonic anhydrase）是一类广泛存在于动植物、微生物和人体组织中的酶。
它在维持生物体内酸碱平衡和调节二氧化碳的转化过程中起着至关重要的作用。
本文将全面探讨碳酸酐酶的作用机理，包括其结构特点、催化机制以及与人类疾病的关联。
碳酸酐酶的结构碳酸酐酶是一种金属酶，其结构特点主要有以下几个方面： 1. 二级结构：碳酸酐酶主要由α-螺旋和β-折叠片段组成，形成了一个稳定的三维结构。
2. 金属离子：通常情况下，碳酸酐酶的活性中心结合有一个金属离子，最常见的是锌离子。
3. 催化门：许多碳酸酐酶具有催化门（catalytic gate）的结构，在催化反应过程中通过开闭调控底物的进出。
碳酸酐酶的催化机制碳酸酐酶的催化过程主要包括三个步骤：底物结合、催化反应、产物释放。
底物结合碳酸酐酶通过其活性中心中的氨基酸残基与底物中的二氧化碳结合，形成一个稳定的底物酰化中间体。
该底物酰化中间体可以与水分子进一步反应，或者被其他底物替代。
催化反应碳酸酐酶的催化反应是一个质子转移的过程。
底物酰化中间体会接受一个质子从附近的残基或水分子转移，形成一个羧酸中间体。
这个过程中，碳酸酐酶的金属离子起到了催化作用，能够加速质子转移的速率。
产物释放最后，碳酸酐酶通过开启催化门的结构，释放产物，完成一个催化循环。
碳酸酐酶与人类疾病的关联碳酸酐酶作为一个重要的酶类，与人类疾病存在着一定的关联。
癫痫碳酸酐酶与人体神经系统的关系一直备受研究者的关注。
一些研究表明，碳酸酐酶在神经元中起着调节离子浓度平衡的作用。
因此，碳酸酐酶的缺陷可能导致离子紊乱，进而引发一些神经系统疾病，如癫痫。
高原反应在高海拔地区，由于氧气稀释，人体会出现一系列的适应反应，如高原反应。
碳酸酐酶在这个过程中扮演了重要的角色，通过促进碳酸氢盐的分解，增加血液中二氧化碳的含量，以提高氧气输送效率。
因此，碳酸酐酶与高原反应存在一定的关联。
肿瘤治疗最近的研究发现，碳酸酐酶在肿瘤细胞中表达异常，与肿瘤的发展和侵袭有关。
碳酸酐酶在植物中的功能
碳酸酐酶在植物中的功能碳酸酐酶是一种在植物中非常重要的酶，它在植物体内发挥着重要的功能。
本文将重点讨论碳酸酐酶在植物中的功能。
1. 光合作用碳酸酐酶在植物的叶片中发挥着重要的作用，特别是在光合作用的过程中。
光合作用是植物生命活动中最为重要的过程之一，它是将阳光能转化为植物能量的过程。
在光合作用的过程中，植物需要通过气孔吸收空气中的二氧化碳。
然而，二氧化碳是一种不稳定的气体，在空气中很容易被分解。
而碳酸酐酶可以将二氧化碳与水结合成二氢碳酸，在这种形式下，二氧化碳就可以被植物很好地利用。
碳酸酐酶在光合作用中起到了催化反应的作用，它可以加速二氢碳酸的分解，使得释放的二氧化碳被植物更加容易地吸收和利用。
因此，可以说碳酸酐酶是光合作用进行的关键酶之一。
2. 呼吸作用除了在光合作用中起到重要作用之外，碳酸酐酶在植物的呼吸作用中也发挥着非常重要的作用。
呼吸作用是植物释放能量的过程，它可以分为两个阶段：糖醛酸循环和线粒体呼吸链。
碳酸酐酶在糖醛酸循环中起到重要作用。
在这个过程中，糖原被分解为糖醛酸，而糖醛酸可以通过碳酸酐酶转化成二氧化碳和水。
这样，植物就可以利用二氧化碳来产生能量了。
除了在糖醛酸循环中的作用之外，碳酸酐酶在线粒体呼吸链中也有重要作用。
在线粒体中，碳酸酐酶参与了氧气的利用，可以将二氧化碳和水转化为再生糖和氧气。
3. 等渗调节在植物的细胞中，碳酸酐酶发挥着等渗调节的作用。
等渗调节是细胞维持渗透压平衡的重要手段。
当细胞内部的浓度高于外部的浓度时，细胞会吸收水分，直到外部和内部的浓度相等时停止吸收。
这样，细胞就可以保持渗透压平衡。
而在这个过程中，碳酸酐酶可以帮助细胞调节渗透压平衡。
例如，在植物的根部，碳酸酐酶可以将二氧化碳和水转化为二氢碳酸，这样就减少了细胞内部的二氧化碳浓度，降低了细胞内部的渗透压，从而帮助维持细胞的渗透压平衡。
4. 抗逆性最近的研究显示，碳酸酐酶在植物的抗逆性中也起着重要作用，它可以调节气孔的开合，从而减轻环境压力。
碳酸酐酶生理功能的研究进展
在化妆品领域，辅酶Q10因其抗氧化和增龄特性而被广泛应用于抗衰老产品中。 而在营养学上，辅酶Q10补充剂被认为是维持健康、延缓衰老的营养素之一。
尽管辅酶Q10的应用研究取得了显著进展，但仍存在一些问题和挑战。首先， 关于辅酶Q10的适宜补充量，尚无统一的结论。其次，虽然辅酶Q10在多种疾 病的治疗中显示出潜力，但其作用机制仍需进一步探讨。此外，关于辅酶Q10 的长期安全性及其与其他药物相互作用的研究尚不充分。
们有望更加深入地了解膳食纤维的生理功能及其作用机制，为膳食纤维的合理 应用和推广提供更加科学的依据。
参考内容三
一、引言
功能性低聚糖，作为一种重要的生物活性物质，在食品、医药和生物技术等领 域具有广泛的应用。它们具有低热量、低GI（升糖指数）、不易被消化等特点， 对于人体健康具有显著的益处。酶法合成作为一种高效、环保的合成方法，
3、离子转运：碳酸酐酶在某些组织中可能参与了离子转运过程，如K+、 HCO3-等离子的转运。
3、离子转运：碳酸酐酶在某些 组织中可能参与了离子转运过程
1、基因敲除/过表达：通过基因敲除或过表达技术，研究碳酸酐酶对细胞生理 功能的影响。
2、酶活性测定：测定细胞或组织中碳酸酐酶的活性，以反映其生理状态。
4、分离纯化：反应完成后，需要通过分离纯化技术将目标产物从反应混合物 中分离出来。常用的分离纯化方法包括沉淀、萃取、色谱等。
三、功能性低聚糖的生理功能评 价
功能性低聚糖具有多种生理功能，如调节肠道菌群、降低血糖、降低血脂等。 为了评价其生理功能，需要进行一系列的实验研究。
1、动物实验：通过给动物喂食功能性低聚糖，观察其生理指标的变化，如肠 道菌群、血糖、血脂等。同时，可以观察动物的体重、行为等表现，以综合评 价功能性低聚糖的生理功能。
碳酸酐酶 高反
碳酸酐酶高反碳酸酐酶是一类重要的酶，在生物学中起着重要的催化作用。
在这篇文章中，我将详细介绍碳酸酐酶的定义、结构以及其在生物学和医学领域的应用。
碳酸酐酶是一种催化碳酸酐的水解反应的酶。
碳酸酐酶通过将二氧化碳和水转化为碳酸盐和氢离子的反应，起到调节生物体内酸碱平衡的重要作用。
在细胞代谢中，碳酸酐酶参与碳汇的形成，调控乳酸和单醛酸的产生，以及通过调节细胞分裂和增殖等生理功能。
碳酸酐酶广泛存在于生物体内，包括细菌、植物和动物。
根据催化机制和氨基酸序列的相似性，碳酸酐酶被分为α和β两类。
α-碳酸酐酶主要存在于细胞质中，主要负责细胞内的碳酸酐的水解反应。
β-碳酸酐酶存在于线粒体和叶绿体等细胞器中，起到调节细胞呼吸和光合作用相关的酸碱平衡的作用。
对于α-碳酸酐酶来说，它的结构非常复杂。
通常由16个亚基组成的四聚体形式存在，每个亚基具有一个催化位点。
在催化位点，一个锌离子参与酶催化的过程，促使二氧化碳和水转化为碳酸盐和氢离子。
该反应具有多步骤的过程，包括氢离子的转移以及加成-消除反应等。
在生物学领域，碳酸酐酶广泛参与细胞呼吸、骨骼生长和骨代谢等重要生理过程。
例如，碳酸酐酶在红细胞中发挥关键的作用，维持红细胞的酸碱平衡，帮助运输氧气到身体各个部位。
此外，在肿瘤的发展和进展中，碳酸酐酶也发挥着重要作用。
它能够促进肿瘤细胞产生酸性环境，促进肿瘤细胞的生长和侵袭。
在医学领域，碳酸酐酶也被广泛应用于临床诊断。
由于它在肿瘤细胞中的表达水平升高，它被作为一种有效的肿瘤标志物进行检测和预后评估。
此外，碳酸酐酶还在药物开发中起着重要作用。
许多抗癌药物通过抑制碳酸酐酶的活性来抑制肿瘤细胞的生长和扩散。
总之，碳酸酐酶作为一类重要的酶，在生物学和医学领域扮演着重要的角色。
通过了解碳酸酐酶的结构和功能，我们可以更好地理解生物体内的酸碱平衡调节以及相关疾病的发展机制。
此外，碳酸酐酶还有着广泛的应用前景，可以作为肿瘤标志物和药物开发的靶点。
-碳酸酐酶在亚健康状态中的变化
亚健康状态血液中碳酸酐酶的变化一. 碳酸酐酶定义及主要生理功能碳酸酐酶(carbonic anhydrase，CA)：是一类含锌的蛋白酶，共发现了10种同工酶及三种碳酸酐酶相关蛋白，广布于人体各组织，能可逆性地催化CO2的水合反应，参与调节pH、离子运输等多种生理过程，碳酸酐酶的缺乏和异常将可能会导致一系列的疾病。
CA分布广泛。
CAⅠ，CAⅡ和CAⅢ为细胞质酶。
CAI存在于红细胞、胃黏膜上皮细胞中。
CAⅡ存在于胃肠道、肾、附睾、破骨细胞、脑脉络丛及眼部细胞内等。
CAⅣ存在于胃肠道、肾、附睾、输精管、骨骼肌、皮下平滑肌、脑毛细血管上皮细胞、心肌及眼部毛细血管、肝、泪腺等处。
CA的主要生理功能：1.在血液及其它组织中维持酸碱平衡；2.帮助体内组织排除二氧化碳；3.确保以CO2和HCO3-为催化底物的酶保持适度的底物浓度。
二. 碳酸酐酶在各器官中的生理作用1.肺在肺部，红细胞内的HCO3-与H+生成H2CO3，CAⅠ、CAⅡ加速H2CO3分解成CO2和H2O，CO2扩散入血浆，而血浆中的HCO3-进入红细胞以补充消耗的HCO3-。
因为肺泡气的PCO2比静脉血的低，血浆中的CO2可扩散入肺泡。
这样，以HCO3-形式运输的CO2在肺部被释放出来。
2.肾在一般膳食情况下，肌体内的酸性代谢产物多于碱性代谢产物，肾通过重吸收HCO3-和分泌H+,参与机体酸碱平衡的调节。
正常情况下，碳酸酐酶广泛分布于各段肾小管，近曲小管重吸收HCO3-的机制是：在CAⅡ的作用下，近端小管上皮细胞中CO2和H2O在CAⅡ的催化下形成H2CO3，然后迅速解离为H+和HCO3-。
H+在细胞膜顶端经Na+/H+泵转运进入近曲小管腔中，HCO3-经Na+- HCO3-联合转运器被转运至血液中，小部分通过CL-- HCO3-逆向转运方式进入细胞外液。
分泌至小管腔中的H+和HCO3-结合形成H2CO3，在CAⅣ作用下H2CO3迅速解离为CO2和H2O，CO2和H2O弥散回小管细胞中，再次进行CA催化的水化反应，形成H+和HCO3-。
碳酸酐酶Ⅲ与骨骼肌损伤的关系研究进展
。
羰基 的形成是组织 中蛋 白质氧化 的 氧化应激 损伤 ， Ｃ ＡＩ ｌ ｌ 抗体 则降低 了 Ｃ Ａ
的协 同 转运 １ （ Ｎ Ｂ Ｃ ｅ １ ） ， 其 转运 速度 取 重 要检测指标 。 重度 Ｃ Ｏ Ｐ Ｄ思者 呼吸肌 Ⅲ的保 护作用 。Ｃ Ａ Ｉ Ｉ １ 的这种 抗氧化 作 决于 酶 的催 化 活性 和独 立 的分 子 内质 功 能 受 损 ， Ｃ Ａｍ发 生 了 氧 化 碳 基 化 （ 又 用 与其 分子结构相关 。Ｍａ ｌ ｌ ｉ ｓ 等［ １ ｓ ］ 发 现 子穿 梭 。Ｂ ｅ ｃ ｋ ｅ ｒ 等＿ ５ ＿ 的研 究 发 现 由于 称加 氢 甲酰化 反应或羰 基合成 ， 在有机 Ｃ Ａ ｍ有 两个半 胱氨 酸残基 。 Ｃ ｙ ｓ 一 １ ８ １和
实用 医学 杂志 ２ ０ １ ３年第 ２ ９卷第 ２ ２ 期
３ ７７ ５
碳 酸 酐 酶 Ⅲ与骨 骼 肌损 伤 的关 系研究 进 展
李显 丽 综述 赵 芝 焕 审校
碳酸酐酶（ Ｃ Ａｓ ） 是 一种 广泛 分 布 和 Ｃ Ａ Ｉ １ 之 间的相互作用需要 一个 富含 需求增加 ， 也暗示在人 类的衰老 过程 中 于 多种 组织 中 的含锌 的 金属 蛋 白酶 家 组氨 酸簇 内的 Ｎ末 端 ， Ｃ Ａｍ缺乏 这 种 肌纤维逐渐 向慢 收缩纤维转化 。 族 。至今在哺乳 动物体 内 已发 现 １ ３种 结构 。 即使 当 Ｈ＋ 穿梭恢复 ， Ｃ ＡⅢ仍 不能 ２ ． ２ Ｃ ＡＩ Ｉ Ｉ 在 骨骼 肌疾 病发生发展 中的 Ｃ Ａ 同工酶 和 ３种 Ｃ Ａ相关 蛋 白。碳 酸 与 ＭＣ Ｔ １ 相互 作用 。 酐酶１ １ Ｉ （ Ｃ ＡＨ Ｉ ） ｜ １ ］ 是 这个 家族 中一 个特
目前 的许 多 研究证 明 Ｃ Ａｍ具有抗 氧化活性 ，能够
碳酸酐酶的作用
碳酸酐酶的作用碳酸酐酶是一类广泛存在于生物体内的酶，其作用是催化二氧化碳和水生成碳酸和氢离子。
在生物体内，碳酸酐酶的作用是非常重要的，它参与了多种生物过程，如细胞呼吸、酸碱平衡、骨骼形成等。
一、碳酸酐酶的分类碳酸酐酶按照催化机制的不同，可以分为α-碳酸酐酶和β-碳酸酐酶两类。
其中，α-碳酸酐酶是较为常见的一类，其催化反应的机制是通过质子转移来催化二氧化碳和水的反应；而β-碳酸酐酶则是通过亲核取代反应来催化反应的。
二、碳酸酐酶在细胞呼吸中的作用在细胞呼吸过程中，碳酸酐酶的作用非常重要。
在细胞内，葡萄糖被分解成丙酮酸和乙酰辅酶A，随后进入三羧酸循环。
在三羧酸循环中，丙酮酸和乙酰辅酶A被氧化成二氧化碳和水，同时释放出能量。
在这个过程中，碳酸酐酶的作用是将二氧化碳和水催化生成碳酸，碳酸再与乙酰辅酶A结合形成乳酸，从而维持细胞内酸碱平衡，使细胞呼吸正常进行。
三、碳酸酐酶在酸碱平衡中的作用碳酸酐酶在维持酸碱平衡中也起到了重要的作用。
在人体内，血液pH值的正常范围是7.35-7.45，而细胞内pH值通常为7.2-7.4。
当血液或细胞内pH值偏离正常范围时，就会出现酸中毒或碱中毒的情况。
碳酸酐酶通过催化二氧化碳和水生成碳酸和氢离子，从而调节血液或细胞内的pH值，维持酸碱平衡。
四、碳酸酐酶在骨骼形成中的作用碳酸酐酶在骨骼形成中也起到了重要的作用。
骨骼是人体内最重要的组织之一，它不仅仅是支撑身体的架构，还负责储存钙、磷等矿物质。
在骨骼形成过程中，碳酸酐酶参与了骨骼矿化的过程。
碳酸酐酶通过催化碳酸和氢离子生成二氧化碳和水，从而促进骨骼中钙、磷等矿物质的沉积，形成硬度较高的骨骼。
五、碳酸酐酶在医药领域的应用碳酸酐酶在医药领域也有着重要的应用。
目前，碳酸酐酶抑制剂已经成为一类重要的药物。
这类药物通过抑制碳酸酐酶的活性，从而减少二氧化碳的生成，达到降低血液pH值的效果。
碳酸酐酶抑制剂在临床上主要用于治疗酸中毒、消化性溃疡等疾病。
碳酸酐酶作用机理
碳酸酐酶作用机理碳酸酐酶（carbonic anhydrase）是一类广泛存在于生物体中的酶，其主要功能是催化二氧化碳（CO2）和水（H2O）之间的相互转化反应，生成碳酸（H2CO3）。
碳酸酐酶在生物体内起着重要的调节酸碱平衡的作用，并参与多种生理过程。
本文将介绍碳酸酐酶的作用机理。
碳酸酐酶的催化反应可以分为两个步骤：CO2的水合和碳酸的解离。
首先，在CO2的水合步骤中，碳酸酐酶催化CO2和水的结合，生成碳酸的中间产物。
然后，在碳酸的解离步骤中，碳酸酐酶催化碳酸的解离，使其分解为质子（H+）和碳酸根离子（HCO3-）。
这两个步骤共同完成了CO2和水之间的转化反应。
碳酸酐酶的催化反应机理主要通过两种方式实现：质子传递和亲核攻击。
在CO2的水合步骤中，碳酸酐酶的活性位点中存在一个催化三联体（catalytic triad），由一个质子接受者（histidine）、一个质子给予者（histidine）和一个亲核攻击剂（zinc ion）组成。
质子传递过程中，质子给予者从水中获得质子，并将其传递给CO2，形成碳酸的中间产物。
亲核攻击过程中，亲核攻击剂中的锌离子吸引CO2的电子云，使其更易受到质子的攻击，从而促进CO2的水合反应。
在碳酸的解离步骤中，碳酸酐酶的活性位点中的质子给予者将质子传递给碳酸，使其解离为质子和碳酸根离子。
质子的传递过程中，质子给予者从水中获得质子，并将其传递给碳酸。
这一过程中，碳酸酐酶的活性位点中的催化三联体起到了关键作用。
碳酸酐酶的催化反应机理是一个高度协调的过程，其中各个步骤相互配合，共同完成CO2和水之间的转化。
碳酸酐酶通过调节CO2和水的相互转化反应，参与了生物体内的酸碱平衡调节、呼吸调节、碳酸盐代谢调节等多种生理过程。
同时，碳酸酐酶还在医学领域具有重要的应用价值，可以用于治疗癌症、青光眼等疾病。
碳酸酐酶是一类重要的酶，其作用机理主要通过质子传递和亲核攻击两种方式实现。
碳酸酐酶通过催化CO2和水之间的转化反应，参与了生物体内的多种生理过程。
一碳代谢通路和碳酸酐酶
一碳代谢通路和碳酸酐酶
一碳代谢通路是生物体内的一种重要代谢途径，它涉及到碳的
转化和利用。
在生物体内，碳原子可以通过一碳代谢通路转化为甲
基基团，用于合成生物分子，如核酸、氨基酸和脂类物质。
一碳代
谢通路包括多种关键酶和底物，其中碳酸酐酶是其中的一个重要酶。
碳酸酐酶是一种催化酶，它参与了多种生物体内的代谢途径。
碳酸酐酶能够催化二氧化碳和水合成碳酸根离子，也可以催化碳酸
根离子分解成二氧化碳和水。
在一碳代谢通路中，碳酸酐酶参与了
甲酸盐的合成和分解，从而影响了甲基基团的转移和利用。
此外，
碳酸酐酶还参与了糖酵解途径和脂肪酸合成途径中的反应，对细胞
内的酸碱平衡也有重要作用。
在生物体内，碳酸酐酶的活性受到多种因素的调控，包括pH值、温度、离子浓度等。
此外，碳酸酐酶在不同组织和细胞中的表达水
平也会有所差异，从而对不同组织和细胞的代谢活动产生影响。
总的来说，一碳代谢通路和碳酸酐酶在生物体内起着重要的调
节作用，参与了碳原子的转化和利用，对细胞代谢和生物体的生命
活动具有重要意义。
对这两者的研究有助于深入理解生物体内的代
谢调控机制，对于生物医学和生物工程领域具有重要的理论和应用意义。
碳酸酐酶 高反
碳酸酐酶高反摘要：1.碳酸酐酶的定义与作用2.高反的含义及其与碳酸酐酶的关系3.碳酸酐酶在高反条件下的应用与研究4.碳酸酐酶在高反条件下的挑战与未来发展正文：碳酸酐酶，是一种广泛存在于生物体内的酶类，主要作用是催化碳酸酐的合成与分解，参与生物体内多种代谢过程。
在生物学、环境科学等领域中，碳酸酐酶的研究具有重要意义。
高反，是指在高海拔、低氧压环境下的生物体，为适应恶劣环境所产生的一系列生理适应反应。
在高反环境下，生物体需要通过调节内部代谢来适应低氧环境，碳酸酐酶在此过程中发挥着关键作用。
在高反条件下，碳酸酐酶的活性受到显著影响。
一方面，碳酸酐酶参与了低氧条件下的生物体代谢调节，如促进碳酸氢盐的形成以维持酸碱平衡；另一方面，碳酸酐酶在高反环境下的结构与功能也受到一定的影响，如酶活性降低、稳定性下降等。
因此，研究碳酸酐酶在高反条件下的作用及其适应性对于揭示生物体适应高反环境的机制具有重要意义。
近年来，碳酸酐酶在高反条件下的应用与研究取得了一系列进展。
例如，通过研究不同物种碳酸酐酶的结构与功能差异，可以为高反适应性的分子机制提供新思路；通过构建高反适应性更强的碳酸酐酶突变体，可以为高反环境下的生物技术应用提供新途径。
然而，碳酸酐酶在高反条件下的研究仍面临诸多挑战。
例如，高反环境下生物体代谢的复杂性使得碳酸酐酶的作用机制尚不完全清楚；此外，在高反条件下进行实验研究也面临着诸多技术难题。
因此，未来碳酸酐酶在高反条件下的研究需要多学科交叉，综合运用生物学、生物化学、分子生物学等手段，深入揭示碳酸酐酶在高反环境下的作用机制与适应性。
总之，碳酸酐酶在高反条件下的研究是一个具有挑战性的课题，对于揭示生物体适应高反环境的机制具有重要意义。
碳酸酐酶Ⅲ改善实验性自身免疫性重症肌无力小鼠疲劳耐受性的研究
doi:10.3969/j.issn.1000⁃484X.2019.13.002㊃基础免疫学㊃碳酸酐酶Ⅲ改善实验性自身免疫性重症肌无力小鼠疲劳耐受性的研究①张绮婷 沈夕雅 李园园 都爱莲 (上海交通大学医学院附属同仁医院神经内科,上海200336) 中图分类号 R741 文献标志码 A 文章编号 1000⁃484X (2019)13⁃1544⁃04①本文为国家自然科学基金资助项目(81200967)和上海交通大学医工交叉研究项目(YG2017MS67)㊂作者简介:张绮婷,女,硕士,主要从事神经免疫性疾病㊁眩晕病方面的研究,E⁃mail:yxalag007@㊂通讯作者及指导教师:都爱莲,女,博士,主任医师,主要从事重症肌无力发病机制方面的研究,E⁃mail:lotusdu @㊂[摘 要] 目的:应用碳酸酐酶Ⅲ(CA Ⅲ)激动剂和抑制剂干预实验探讨CA Ⅲ对实验性自身免疫性重症肌无力(EAMG)小鼠肌无力症状和疲劳耐受性的影响㊂方法:应用纯化的加州电鳗乙酰胆碱受体(AChR)免疫C57BL 小鼠制备EAMG 动物模型,分别应用CAⅢ的抑制剂TFMS 和激动剂Piperazine 处理小鼠,观察小鼠的临床症状㊁肌肉重复电刺激的衰减,检测小鼠血清中细胞因子的变化,采用前臂抓握实验㊁ROTA ROD 转杆实验来鉴定小鼠运动耐力的变化㊂结果:本研究制备的EAMG 模型具有典型的肌无力症状㊁肌肉重复电刺激衰减㊁AChR 抗体增高以及血清中细胞因子(TNF⁃α,IL⁃1β,IL⁃6)增高的特征㊂应用CAⅢ激动剂的小鼠前爪抓力增强㊁肌肉重复电刺激衰减程度减轻㊁ROTA ROD 转杆实验坚持时间增长,给予CAⅢ的抑制剂处理的EAMG 小鼠肌无力症状明显加重㊁前爪抓力减弱㊁肌肉重复电刺激衰减加重㊁转杆实验坚持时间缩短,与未干预组(P =0.04)和激动剂干预组(P <0.0001)相比差异具有统计学意义㊂结论:CAⅢ可以改善EAMG 小鼠肌无力症状和电生理变化,对重症肌无力(MG)的病态易疲劳可能起保护作用㊂[关键词] 碳酸酐酶Ⅲ;实验性自身免疫性重症肌无力;前爪抓力实验;ROTA ROD 转杆实验Experimental analysis of carbonic anhydrase Ⅲon fatigue resistance of experimental autoimmune myasthenia gravis miceZHANG Qi⁃Ting ,SHEN Xi⁃Ya ,LI Yuan⁃Yuan ,DU Ai⁃Lian .Department of Neurology ,Tongren Hospital ,Shanghai Jiaotong University School of Medicine ,Shanghai 200336,China[Abstract ] Objective :To detect the effect of Carbonic anhydrase Ⅲ(CAⅢ)on the muscle weakness and fatigue resistance of experimental autoimmune myasthenia gravis mice(EAMG)using CAⅢagonist or antiagonist.Methods :C57BL mice were immunized with AChR to make EAMG models.Mice were treated with CA Ⅲagonist or antiagonist separately.The characterisitic of muscle weakness,paw grip test,muscle repetitive stimulations and ROTA ROD endurance test were observed in different groups.Results :The EAMG animal models we constructed had typical muscle fatigue,decrement on repetitive stimulations,increased AChR antibodies,and increased cytokines TNF⁃α,IL⁃1β,IL⁃6.Mice treated with CA Ⅲagonist showed better paw grip endurance,muscle repetitive stimulations,ROTA ROD endurance,while those treated with CA Ⅲantiagonist showed worsening of paw grip endurance,muscle repetitive stimulations,ROTA ROD endurance.There were significant differences between two treated groups (P <0.0001)and between treated and untreated groups(P =0.04).Conclusion :CAⅢcan improve the muscle weakness and repetitive stimulations,CAⅢmay help Myasthenia gravis on fatigue endurance.[Key words ] Carbonic anhydrase Ⅲ;Experimental autoimmune myasthenia gravis;Paw grip test;ROTA ROD endurance test 重症肌无力(Myasthenia gravis,MG)是一种主要由乙酰胆碱受体(Acetylcholine receptor,AChR)抗体介导㊁补体及多种因素参与的自身免疫性疾病[1⁃3]㊂MG 的主要临床特征是骨骼肌波动性的无力和病态的易疲劳㊂目前,AChR 抗体机制尚不能解释MG 患者病态易疲劳现象,且磺胺类药物能导致MG 患者肌无力症状加重现象的发生机制尚不得而知㊂胸腺异常是AChR 抗体产生和MG 发生的重要原因,但是无论是胸腺瘤还是胸腺增生的患者切除胸腺后都不能避免肌无力症状的复发,有些胸腺正常的患者也发生MG,这些现象都提示除胸腺异常和AChR 抗体机制外,还有其他的因素参与MG 的发病㊂我们前期研究从骨骼肌的成分变化入手,应用双向电泳差异蛋白分析发现P25蛋白在MG 患者骨骼肌中的表达特异性减少[4]㊂进一步的MALDI⁃TOF 肽质指纹图谱和竞争结合实验揭示P25蛋白是碳酸酐酶Ⅲ(Carbonic anhydrase,CAⅢ),并用CAⅢ的特异性抗体证实CAⅢ在MG患者骨骼肌中的表达特异性降低[5,6]㊂为阐明CAⅢ的减少与MG发病机制的关系,本研究拟应用实验性自身免疫性重症肌无力(Experimental autoimmune myasthenia gravis,EAMG)小鼠模型,通过给予CAⅢ的激动剂和抑制剂干预,观察EAMG小鼠前臂抓握实验㊁肌肉重复电刺激衰减现象和ROTA ROD轮杆实验过程中运动耐力变化,明确CAⅢ的功能对EAMG小鼠疲劳耐受能力的影响㊂1 材料与方法1.1 材料 6~8周龄C57BL/6小鼠购自中科院上海实验动物中心,AChR多肽由上海吉尔生化有限公司合成,完全弗氏佐剂㊁呱唑嗓(Piperazine)㊁四氯磺酰氟(Trifluoromethanesul⁃fonamide,TFMS)(美国Sigma公司),AChR抗体(Mybiosource公司),ROTA ROD小鼠转棒仪(北京拜安吉科技有限公司), ELISA试剂盒(上海钦诚生物)㊁苯巴比妥钠注射液(广东邦民制药)㊂1.2 方法1.2.1 EAMG模型制备和评估 取C57BL/6小鼠,分4组,每组12只,正常对照组㊁EAMG未干预组㊁EAMG激动剂干预组㊁EAMG抑制剂干预组㊂EAMG 模型制备参照我们的前期工作[7],AChR多肽和完全弗氏佐剂充分混合(20μg/200μl)后进行多点皮下注射,注射部位分别为小鼠后足足垫和前胸部两侧,第4周强化免疫一次㊂通过对小鼠临床评分㊁AChR 抗体测定㊁肌电图重复电刺激检测进行评估模型㊂血清AChR抗体检测自初次免疫第4周起,每周经尾静脉采血,分离血清进行AChR抗体测定:采血100μl,室温放置30min后离心,4℃860g离心15min,-20℃保存㊂采用ELISA方法检测血清AChR抗体㊂肌肉重复电刺激检测:小鼠以60mg/kg体重进行苯巴比妥钠麻醉,NDI⁃092型肌电图机3Hz刺激频率刺激坐骨神经,于腓肠肌处检测CMAPs波幅㊂参照MG患者肌电图的评估方法和前期预实验结果,第4个波与第1个波的波幅相比衰减-10%以上判断为衰减阳性㊂1.2.2 EAMG小鼠血清中细胞因子水平检测 应用ELISA检测小鼠血清中TNF⁃α㊁IL⁃1β㊁IL⁃6㊁IFN 等细胞因子表达水平,方法参照试剂盒说明书㊂1.2.3 激动剂和抑制剂干预以及运动耐力实验 激动剂干预组EAMG小鼠于初次免疫后第4周开始每天给予饮用水中加入Piperazine(2μg/ml),抑制剂组每天给予饮用水中加入TFMS(2mmol/L), EAMG未干预组和正常对照组给予无菌饮用水㊂4组小鼠每周进行前臂抓握实验,应用激动剂或抑制剂干预2周后进行ROTA ROD转杆实验和肌肉重复电刺激检测(方法见1.2.1)㊂前臂抓握实验:参照Tuzun等[8]的方法每周一次进行前臂抓握实验:抓持小鼠的尾巴,让小鼠前爪抓握笼子顶部20次进行适应性训练㊂然后让小鼠持续抓住笼子顶部,抓住小鼠尾巴向后牵拉,直到小鼠前爪松开为止,记录小鼠持续抓握时间,每次抓握实验均由同一操作者完成㊂ROTA ROD转杆实验:参照文献[9]的方法为让小鼠在一定转速的转杆上爬行,记录小鼠开始到跌落的坚持时间,当坚持时间到达400s时人工停止㊂小鼠先进行2周期适应性训练,速度10r/s,5min/次㊂适应后休息20min进行正式实验,速度25r/s,记录小鼠在旋转仪上坚持时间,重复3次,记录坚持时间㊂1.3 统计学处理 所有数据均以x±s表示,采用SPSS22.0统计软件进行处理,多组间比较采用One Way ANOVA分析,P<0.05表示差异有统计学意义㊂2 结果2.1 EAMG模型的评估(图1) 通过行为学观察㊁血清AChR特异性抗体测定㊁肌肉重复电刺激检测以评估EAMG小鼠模型㊂结果显示:①MG模型小鼠的活动度降低,前臂抓握能力也较对照组明显减弱(图1A);②血清AChR特异性抗体的表达则明显升高(图1B);③小鼠后肢的肌肉重复电刺激衰减-12%(图1C㊁D)㊂这表明本研究的EAMG小鼠模型和MG患者的临床表现和电生理表现均相似,模型建立成功㊂图1 EAMG小鼠模型的鉴定Fig.1 Evaluation of EAMG mice models图2 EAMG 小鼠和对照组血清中细胞因子检测Fig.2 Evaluation of cytokines in serum of EAMG modelsNote:**.P <0.01.图3 CAⅢ激动剂和抑制剂干预对EAMG 小鼠抓握实验和重复电刺激的影响Fig.3 Effect of CAⅢagonist and antiagonist on paw gripendurance andrepetitivestimulatetestofEAMG mice2.2 小鼠血清中细胞因子表达水平变化 EAMG 小鼠血清中TNF⁃α㊁IL⁃1β㊁IL⁃6细胞因子表达水平较对照组明显升高,差异具有统计学意义(P <0.01)㊂IFN 水平较对照组略有升高,差异无统计学意义(图2)㊂2.3 CAⅢ激动剂或抑制剂干预后前臂抓握实验结果 CAⅢ的激动剂干预后,小鼠表现为活动增多,进食增快,抓握实验持续时间较未干预EAMG 小鼠明显增长(图3A);小鼠肌肉重复电刺激CAMP 波幅衰减由-12%提高到-2%(图3B)㊂而CAⅢ抑制剂干预后,小鼠出现活动减少㊁饮食减少,小鼠抓握持续时间明显缩短(图3C);抑制剂干预后的EAMG 小鼠肌肉重复电刺激衰减由-12%降低到-35%(图3D)㊂图4 各组小鼠ROTA ROD 转杆实验坚持时间散点图Fig.4 Scatter diagram of time endurance of differentmice on ROTA ROD test2.4 转杆实验结果 EAMG 未干预组转杆实验平均坚持时间为(196.9±90.9)s 明显低于正常对照组平均坚持时间(287.4±97.0)s,两组比较差异有统计学意义(P =0.003);CAⅢ抑制剂干预组小鼠平均坚持时间为(108.9±71.3)s,较EAMG 未干预组进一步缩短(P =0.004);CAⅢ激动剂干预组小鼠平均坚持时间为(258.6±91.8)s,较EAMG 未干预组明显延长(P =0.04),但仍略低于正常对照组(287.4±97.0)s,见图4㊂3 讨论重症肌无力是由各种抗体引起㊁以骨骼肌病态的易疲劳为特点的自身免疫性疾病,抗体作用机制的研究主要集中在突触传递[10]㊂第一,AChR 抗体通过补体介导的细胞膜损伤㊁加速AChR 的内化和降解㊁直接阻断乙酰胆碱与AChR 的结合等机制,导致神经肌肉接头突触传递障碍;第二,MuSK 抗体等通过干扰聚集蛋白(Agrin)诱导的突触后膜AChR 的聚集,造成突触传递障碍㊂这种AChR 相对不足和聚集障碍可以部分解释MG 患者的骨骼肌疲劳现象,但却不能解释CA 抑制作用的磺胺类药物加重MG 的现象,CA 与MG 的发病机制之间存在何种关系尚不得而知㊂我们的前期研究发现在骨骼肌中含量丰富的CAⅢ在MG 患者骨骼肌中表达特异性减少[6,11]㊂CAⅢ是一种古老的金属蛋白酶,它的酶学功能是催化CO 2和HCO 3-的相互转化,将代谢产生的HCO 3-转化成CO 2,以利于从细胞膜排出,对维持细胞内pH 值的稳定和对抗氧化应激也具有重要作用[12,13]㊂有别于CA 家族的其他成员,CAⅢ在骨骼肌中的含量高达细胞湿重的2%,但催化活性却很弱,它在骨骼肌中的作用尚未完全阐明㊂尚西亮等[14]应用大强度跑台和低频电刺激诱发大鼠疲劳,发现疲劳后大鼠骨骼肌中CAⅢ表达明显下调,也间接提示CAⅢ下调可能与骨骼肌疲劳是相关的㊂Kim等[15]和Liu等[16]在CAⅢ基因敲除小鼠研究中发现Car3-/-的小鼠生长㊁发育和寿命均正常,说明CAⅢ基因敲除并未直接导致小鼠自发的肌无力㊂Feng等[17]在CAⅢ敲除小鼠的肌肉收缩实验中,发现CAⅢ表达较高的胫前肌的抗疲劳能力强于CAⅢ含量较少的指长伸肌,CAⅢ敲除的小鼠胫前肌表现出疲劳时间提前,并且疲劳后恢复缓慢,提示CAⅢ在骨骼肌抗疲劳能力方面发挥重要作用㊂我们发现CAⅢ在MG患者骨骼肌中特异性减少,进一步研究表明CAⅢ可以减少小鼠骨骼肌中和C2C12细胞中内质网应激㊁抑制AChR的内化而对重症肌无力起保护作用[7,18]㊂本研究着重探讨CAⅢ与MG病态易疲劳的关系㊂由于CAⅢ的催化活性弱,CAⅢ对CA家族蛋白中常用的激动剂和抑制剂也多不敏感,但Piperazine却对CAⅢ有特异性的激动作用; CA家族的抑制剂中也只有TFMS对CAⅢ有较强的抑制作用[13]㊂本研究制备了EAMG小鼠模型并观察到EAMG小鼠运动能力减弱㊁AChR抗体升高㊁肌肉重复电刺激衰减现象,说明模型成功㊂并在EAMG小鼠血清中检测到了细胞因子TNF⁃α㊁IL⁃1β㊁IL⁃6的升高㊂应用Piperazine干预后,EAMG小鼠前臂抓握实验和ROTA ROD转杆实验坚持时间均较未干预组明显增加(P=0.04),肌肉重复电刺激的衰减现象也明显改善;而抑制剂TFMS干预后, EAMG小鼠的肌无力症状明显加重,前臂抓握实验和转杆实验坚持时间均较未干预组明显缩短(P= 0.004),肌肉重复电刺激的衰减现象也明显加重㊂提示CAⅢ的存在对肌肉的疲劳耐受性是有益的,这与临床上一直不能解释的磺胺类药物加重肌无力的现象不谋而合,而且为乙酰唑胺能抑制腾喜龙诱发的动作电位升高这一电生理现象找到理论基础[19]㊂总之,我们的结果明确了CAⅢ参与MG病态易疲劳的发生,但具体作用机制尚需进一步研究㊂参考文献:[1] Gilhus NE.Myasthenia gravis[J].N Engl 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肿瘤微环境碳酸酐酶
肿瘤微环境碳酸酐酶【原创版】目录1.肿瘤微环境的概述2.碳酸酐酶的定义和功能3.肿瘤微环境中的碳酸酐酶4.碳酸酐酶在肿瘤发生、发展和治疗中的作用5.研究肿瘤微环境中碳酸酐酶的意义正文【1.肿瘤微环境的概述】肿瘤微环境是指肿瘤细胞周围的细胞和非细胞成分的总体，包括细胞因子、血管生成、纤维化和免疫细胞浸润等。
肿瘤微环境对肿瘤细胞的生长、侵袭和转移起着至关重要的作用。
【2.碳酸酐酶的定义和功能】碳酸酐酶（Carbonic anhydrase, CA）是一类能催化碳酸氢根离子生成二氧化碳和水的酶，广泛存在于生物体的各个组织和细胞中。
碳酸酐酶在生物体内起着调节酸碱平衡、细胞内外离子交换和保护细胞免受酸性环境损伤等重要生理功能。
【3.肿瘤微环境中的碳酸酐酶】在肿瘤微环境中，碳酸酐酶的表达和活性受到显著调控。
研究表明，肿瘤细胞产生的酸性环境可以促使碳酸酐酶的表达上调，从而维持肿瘤细胞的生长和侵袭。
此外，肿瘤相关细胞如肿瘤相关纤维母细胞、内皮细胞和免疫细胞等也表达不同类型的碳酸酐酶，参与肿瘤微环境的构建和调控。
【4.碳酸酐酶在肿瘤发生、发展和治疗中的作用】碳酸酐酶在肿瘤发生、发展和治疗过程中具有重要作用。
一方面，碳酸酐酶的活性与肿瘤细胞的生长、侵袭和转移密切相关。
通过抑制碳酸酐酶的活性，可以有效减缓肿瘤细胞的生长和侵袭能力。
另一方面，碳酸酐酶的表达可以作为肿瘤诊断和治疗的生物标志物。
通过对碳酸酐酶的检测，有助于评估肿瘤患者的病情和疗效。
【5.研究肿瘤微环境中碳酸酐酶的意义】研究肿瘤微环境中碳酸酐酶的生物学功能和调控机制，有助于揭示肿瘤发生、发展和治疗的分子机制，为肿瘤的诊断、治疗和预后评估提供新的思路和靶点。
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第23卷 第5期2011年5月V ol. 23, No. 5May, 2011生命科学Chinese Bulletin of Life Sciences文章编号：1004-0374(2011)05-0429-05碳酸酐酶III 在疾病和肌肉疲劳发生发展中的作用尚西亮1，鲍苑苑2，任惠民3，陈世益1*(1 复旦大学附属华山医院运动医学科，上海 200040；2 复旦大学附属华山医院内分泌科，上海 200040； 3 复旦大学神经病学研究所，上海 200040)摘 要：碳酸酐酶(carbonic anhydrases ，CAs )是一种广泛存在的含锌的金属蛋白酶，能可逆性地高效催化CO 2的水合反应，参与调节胞内pH 值、离子运输和生物合成反应等多种生理过程。
在哺乳动物体内已发现13种CA 同工酶和3种CA 相关蛋白，其中CAIII 与其他CA 同工酶相比，在组织分布、分子结构和生物学功能上均有其独特之处。
CAIII 表达异常可能与多种临床疾病的发生和发展有关，还可能参与了肌肉疲劳的发生。
关键词：碳酸酐酶III ；生物学功能；疾病；肌肉疲劳中图分类号：Q556 ；R363. 1+4 文献标志码：AEffects of CAIII on the occurrence and development ofdiseases and muscle fatigueSHANG Xi-Liang 1, BAO Yuan-Yuan 2, REN Hui-Min 3, CHEN Shi-Yi 1*(1 Department of Sports Medicine, Huashan Hospital, Fudan University, Shanghai 200040, China;2 Department of Endocrinology, Huashan Hospital, Fudan University, Shanghai 200040, China;3 Institute of Neurology, Fudan University, Shanghai 200040, China)Abstract: Carbonic anhydrases (CAs) are zinc metalloenzymes that catalyze the reversible hydration of CO 2 to bicarbonate. They are major players in many physiological processes, including pH regulation and homeostasis, ion transportation, biosynthetic reactions, etc. The CA family consists of 13 different CA isozymes and 3 different CA-related proteins (CARP). Carbonic anhydrase III (CAIII) is one specific member of this family, which distinguished from the other isozymes by tissue distribution, molecular structure and biological functions. In recent years, it has been suggested that the changes of protein levels and activities of CAIII might be related with the occurrence and development of many kinds of diseases and muscle fatigue.Key words: carbonic anhydrase III; biological functions; diseases; muscle fatigue收稿日期：2010-11-29； 修回日期：2011-01-09基金项目：国家自然科学基金项目(30771044)；复旦大学青年科学基金项目(09FQ66)*通信作者：E-mail: cshiyi@; Tel: 021-********碳酸酐酶(carbonic anhydrases ，CAs )是一种广泛存在于不同细胞内的含锌的金属蛋白酶家族，它能可逆性地高效催化CO 2的水合反应。
至今在哺乳动物体内已发现13种CA 同工酶(CA I 、II 、III 、IV 、V A 、VB 、VI 、VII 、IX 、XII 、XIII 、XIV 、XV )和3 种CA 相关蛋白(carbonic anhydrase related protein, CARP)，即CARPVIII 、CARPX 、CARPXI 。
其中，CA I~III 、CA VII 和 CAXIII 为胞浆可溶性蛋白，CAIV 、CAIX 、CAXII 、CAXIV 和CAXV 为胞膜相关蛋白，CA V A 和CA VB 存在于细胞线粒体中，CA VI 为一种分泌型蛋白。
13种CA 同工酶均具有催化CO 2 水合生成碳酸氢根(HCO 3-)的能力。
因此，与许多关键的生理病理过程有关，如连接代谢组织和肺CO 2/ HCO 3-的呼吸和转运，维持胞内pH 值稳生命科学第23卷430定和CO2平衡，参与生物合成反应(如糖异生、脂肪形成和尿素生成等)、骨吸收、钙化和肿瘤形成等[1]。
3 种CARP(CARPVIII、CARPX、CARPXI)并不具有CA活性，主要是由于它们与CA的功能域有较高的同源性而归入此家族。
CAIII与其他CA 同工酶相比，无论是在组织分布、分子结构还是生物学功能上都有其独特之处。
本文旨在概述CAIII 的生物学功能及其与疾病和肌肉疲劳之间的关系等方面的研究进展。
1 CAIII的组织分布及分子结构CAIII是一种丰富的胞浆蛋白，主要存在于骨骼肌、肝脏和脂肪细胞中，分别约占骨骼肌、肝脏和脂肪细胞胞质可溶性蛋白的10%、8%和24%[2]，其中骨骼肌I型纤维(慢收缩纤维)含量较高(约占细胞湿重的2%)，II型纤维(快收缩纤维)中则含量很少[3]。
此外，CAIII也存在于输尿管平滑肌细胞、红细胞、唾液腺、前列腺、肺、肾、结肠和睾丸等组织和细胞中，但表达量非常低。
在哺乳动物中，CAIII 基因位于8q22，它有7 个外显子和6 个内含子。
在CA 家族成员中，与CAIII相对分子质量最接近和氨基酸序列同源性最高的为CAI和CAII。
CAI和CAII与CAIII分别有55% 和56% 的同源性，并且三者的肽链均由259 个氨基酸组成，相对分子质量约为29 k。
在CA活性中心存在一个Zn原子，这对于CA的催化活性来说是必需的，其中CAI和CAII的Zn原子以单体形式存在，而在CAIII中则以二硫键相连的二聚体形式存在[4]。
2 CAIII的生物学功能这种含锌的金属蛋白酶家族之所以称为CA，是因为它能可逆性地催化CO2的水合反应。
CAIII 虽然与CAII互为同工酶，在分子结构上亦有许多相似之处，但它催化CO2水合的活性仅为CAII 的0.3%[2]。
尽管CAIII的水化酶活性非常低，但由于它在骨骼肌 I 型纤维中的含量非常高，如在大鼠比目鱼肌中的浓度为0.5 mmol/L，这足以保证它的水化酶作用。
CAIII除具有水化酶的作用外，还具有酯酶和磷酸酶的生物活性[5]。
Cabiscol和Levine[6]研究发现，S-谷胱甘肽化作用能可逆性地调节CAIII的磷酸酶活性，即如果CAIII 肽链中的Cys-186 与谷胱甘肽间形成二硫键，它就具有磷酸酶活性；但如果肽链中的Cys-181 与谷胱甘肽间形成二硫键，它则会失去磷酸酶活性。
尽管如此，Kim 等[7]却认为CAIII的磷酸酶活性并非它本身所有，而是分离、纯化获得的CAIII中混有一个污染的磷酸酶成分所致。
为明确CAIII是否具有磷酸酶活性，黄河和任惠民[8]进行了深入研究，最终通过磷酸酶活性染色、特异抑制剂实验和酶催化反应动力学研究等证实了CAIII具有确凿的磷酸酶功能。
3 CAIII与疾病3.1 CAIII与骨骼肌损伤/心肌损伤由于CAIII在骨骼肌胞浆中含量非常丰富。
因此，当运动或创伤造成骨骼肌损伤时，它必然会溢出，从而造成血清CAIII水平升高。
如Lippi 等[9]在对10名健康男性运动员进行了21 km的跑步(亚最大强度有氧运动)训练后，检测发现血清CAIII 水平明显升高，约为运动前的2.9倍。
与骨骼肌相比，心肌CAIII含量很低，因此测定血清CAIII和血清肌酸激酶同工酶(CKMB)可用于鉴别急性心肌梗死(AMI)和骨骼肌损伤。
如当AMI时，血清CAIII水平正常，CKMB增高，CKMB/CAIII比值升高；而骨骼肌损伤时，血清CAIII和CKMB均明显增高，此时CKMB/CAIII比值并不增高[10]。
3.2 CAIII与肾脏疾病广泛性近端小管(proximal tubule, PT)功能障碍，又称Fanconi综合征(肾脏多发性近端小管功能障碍综合征)。
目前研究Fanconi综合征较好的模型为Clcn5基因敲除(Clcn5Y/-)小鼠模型。
Gailly 等[11]研究发现，CAIII仅在正常肾脏外皮层PT细胞中呈低表达，但在Clcn5Y/-小鼠肾脏中CAIII表达阳性PT细胞数量增加了大约4倍，并在Clcn5Y/-小鼠和Dent 病(又称伴肾钙化和肾结石的肾脏Fanconi综合征，是一种染色体病，由ClC-5基因突变所致)患者尿液中均检测到了CAIII；进一步研究发现，正常肾脏CAIII mRNA 的表达水平约为CAII 的1/5，而在Clcn5Y/-小鼠肾脏内CAIII mRNA 的表达水平则明显升高，约为正常水平的5~6倍，CAII mRNA 的表达水平无明显变化。
此外，作者在体外研究中还发现，当将PT细胞暴露于H2O2中时，细胞CAIII表达水平明显增高；由于CAIII具有抗氧化的作用，可保护细胞免于氧化应激造成的损伤[3]。
因此，作者推测CAIII可能在此过程中发挥了自由基清除剂的作用。
鉴于Clcn5Y/-小鼠肾脏主要表现为较高的细胞增殖状态和氧化应激状尚西亮，等：碳酸酐酶III在疾病和肌肉疲劳发生发展中的作用第5期431态[12]，结合体外实验的结果，作者认为CAIII可能在ClC-5缺陷小鼠肾脏避免遭受氧化应激损伤中发挥了重要的作用[11]。