عرض مصدر CA1 (جين)

{{صندوق معلومات جين}}
'''الأنهيداز الكربونية 1'''هو [[إنزيم]] يتم ترميزه عند البشر بواسطة جين CA1.<ref name="pmid1916821">{{استشهاد بدورية محكمة | عدة مؤلفين = Lowe N, Edwards YH, Edwards M, Butterworth PH | عنوان = Physical mapping of the human carbonic anhydrase gene cluster on chromosome 8 | صحيفة = Genomics | المجلد = 10 | العدد = 4 | صفحات = 882–8 | تاريخ = Aug 1991 | pmid = 1916821 | pmc =  | doi = 10.1016/0888-7543(91)90176-F}}</ref><ref name="entrez">{{استشهاد ويب | عنوان = Entrez Gene: CA1 carbonic anhydrase I| مسار = https://www.ncbi.nlm.nih.gov/sites/entrez?Db=gene&Cmd=ShowDetailView&TermToSearch=759| تاريخ الوصول =|مسار أرشيف= https://web.archive.org/web/20191207131331/https://www.ncbi.nlm.nih.gov/sites/entrez?Db=gene&Cmd=ShowDetailView&TermToSearch=759|تاريخ أرشيف=2019-12-07}}</ref>

[[أنهيدراز كربوني]] (CA) هي عائلة كبيرة من الانزيمات المعدنية [[زنك|الزنك]] التي تحفز الترطيب القابل للعكس [[ثنائي أكسيد الكربون|لثنائي أكسيد الكربون]]. يشاركون في مجموعة متنوعة من العمليات [[علم الأحياء|البيولوجية]]، بما في ذلك [[تنفس خلوي|التنفس الخلوي]]، و[[تكلس|التكلس]]، وتوازن [[أس هيدروجيني|الحمض القاعدي]]، وارتشاف العظم، وتشكيل الفكاهة المائية، و[[سائل دماغي شوكي|السائل الدماغي الشوكي]]، و[[لعاب|اللعاب]]، و[[عصارة هضمية|العصارة الهضمية]].

تظهر تنوعًا واسعًا في توزيع الأنسجة وفي توطينها التحت خلوي. يرتبط CA1 ارتباطًا وثيقًا بجينات CA2 و CA3 على [[صبغي 8|الكروموسوم 8]]، وهو يشفر بروتين عصاري خلوي يوجد على أعلى مستوى في [[خلية دم حمراء|كريات الدم الحمراء]]. تم وصف المتغيرات النصية لـ CA1 باستخدام polyA_sites البديلة في الأدبيات.<ref name="entrez" />

== بناء ==
يحتوي البروتين CA1 البشري على [[موقع نشط|الموقع النشط]] N-terminus، وموقع ارتباط الزنك، وموقع ربط [[ركيزة (كيمياء حيوية)|الركيزة]].<ref name="uniprot.org">{{استشهاد ويب|مسار=https://www.uniprot.org/uniprot/P00915|عنوان=CA1 - Carbonic anhydrase 1 - Homo sapiens (Human) - CA1 gene & protein|موقع=www.uniprot.org|تاريخ الوصول=2016-03-23| مسار أرشيف = https://web.archive.org/web/20180627094108/https://www.uniprot.org/uniprot/P00915 | تاريخ أرشيف = 27 يونيو 2018 }}</ref> يكشف [[بنية بلورية|التركيب البلوري]] لمركب الأنيون [[بيكربونات]] CA1 عن اثنتين من [[رابطة هيدروجينية|الروابط الهيدروجينية]] بين الزوج [[ثريونين]]-[[حمض الجلوتاميك]] وزوج Glu117-[[هستيدين]]119، وعلاقة P-H واحدة بين جزيء الماء وحلقة [[مجموعة فينيل|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 [[أيون]]ات الزنك والقوة الملزمة من أنيون البيكربونات.<ref>{{استشهاد بدورية محكمة | عدة مؤلفين = Kumar V, Kannan KK | عنوان = Enzyme-substrate interactions. Structure of human carbonic anhydrase I complexed with bicarbonate | صحيفة = Journal of Molecular Biology | المجلد = 241 | العدد = 2 | صفحات = 226–32 | تاريخ = Aug 1994 | pmid = 8057362 | doi = 10.1006/jmbi.1994.1491}}</ref>
== آلية ==
إن التفاعل الذي يتم تحفيزه بواسطة CA1 هو نفسه مثل بروتينات عائلة الأنهيدراز الكربونية الأخرى:
:<chem>CO2{} + H2O ->[\text{Carbonic anhydrase}] H2CO3</chem>
(في [[نسيج حيوي|الأنسجة]] - تركيز [[ثنائي أكسيد الكربون|ثاني أكسيد الكربون]] العالي)<ref>Carbonic acid has a pK<sub>a</sub> 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{{su|b=3|p=−}} + H<sup>+</sup> {{eqm}} H<sub>2</sub>CO<sub>3</sub> and H<sub>2</sub>CO<sub>3</sub> {{eqm}} CO<sub>2</sub> + H<sub>2</sub>O</ref>

يحتوي التفاعل المحفز CA1 على [[حركية ميكايليس ومينتين|حركية ميكايليس و مينتين]] من 4.0 mM لـ CO2،<ref name="uniprot.org"/><ref>{{استشهاد بدورية محكمة | عدة مؤلفين = Briganti F, Mangani S, Scozzafava A, Vernaglione G, Supuran CT | عنوان = Carbonic anhydrase catalyzes cyanamide hydration to urea: is it mimicking the physiological reaction? | صحيفة = Journal of Biological Inorganic Chemistry | المجلد = 4 | العدد = 5 | صفحات = 528–36 | تاريخ = Oct 1999 | pmid = 10550681 | doi=10.1007/s007750050375}}</ref> [[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).<ref name="مولد تلقائيا1">{{استشهاد بدورية محكمة | عدة مؤلفين = Ferraroni M, Tilli S, Briganti F, Chegwidden WR, Supuran CT, Wiebauer KE, Tashian RE, Scozzafava A | عنوان = 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 | صحيفة = Biochemistry | المجلد = 41 | العدد = 20 | صفحات = 6237–44 | تاريخ = May 2002 | pmid = 12009884 | doi=10.1021/bi0120446}}</ref>

== وظيفة ==
ينتمي الأنهيدراز الكربونيك 1 إلى العائلة الفرعية α-CA ويتم توطينه في [[عصارة خلوية|العصارة الخلوية]] [[خلية دم حمراء|لخلية الدم الحمراء]]، والسبيل الهضمي، و[[قلب|القلب]] وغيرها من الأعضاء أو الأنسجة.<ref name=":0">{{استشهاد بدورية محكمة | عدة مؤلفين = 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 | عنوان = Carbonic anhydrase activation is associated with worsened pathological remodeling in human ischemic diabetic cardiomyopathy | صحيفة = Journal of the American Heart Association | المجلد = 3 | العدد = 2 | صفحات = e000434 | تاريخ = 2014-01-01 | pmid = 24670789 | pmc = 4187518 | doi = 10.1161/JAHA.113.000434}}</ref> يساهم النقل عبر الغشاء لبيكربونات كاليفورنيا المنتجة بشكل كبير في تنظيم [[أس هيدروجيني]].<ref>{{استشهاد بدورية محكمة | عدة مؤلفين = Alvarez BV, Quon AL, Mullen J, Casey JR | عنوان = Quantification of carbonic anhydrase gene expression in ventricle of hypertrophic and failing human heart | صحيفة = BMC Cardiovascular Disorders | المجلد = 13 | صفحات = 2 | تاريخ = 2013-01-01 | pmid = 23297731 | pmc = 3570296 | doi = 10.1186/1471-2261-13-2}}</ref>

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.<ref name="مولد تلقائيا1" />
== تفاعلات ==
تبين أن CA1 يتفاعل مع:
* TFCP2<ref>{{استشهاد بدورية محكمة | عدة مؤلفين = Rolland T, Taşan M, Charloteaux B, Pevzner SJ, Zhong Q, Sahni N, Yi S, Lemmens I, Fontanillo C, Mosca R, Kamburov A, Ghiassian SD, Yang X, Ghamsari L, Balcha D, Begg BE, Braun P, Brehme M, Broly MP, Carvunis AR, Convery-Zupan D, Corominas R, Coulombe-Huntington J, Dann E, Dreze M, Dricot A, Fan C, Franzosa E, Gebreab F, Gutierrez BJ, Hardy MF, Jin M, Kang S, Kiros R, Lin GN, Luck K, MacWilliams A, Menche J, Murray RR, Palagi A, Poulin MM, Rambout X, Rasla J, Reichert P, Romero V, Ruyssinck E, Sahalie JM, Scholz A, Shah AA, Sharma A, Shen Y, Spirohn K, Tam S, Tejeda AO, Trigg SA, Twizere JC, Vega K, Walsh J, Cusick ME, Xia Y, Barabási AL, Iakoucheva LM, Aloy P, De Las Rivas J, Tavernier J, Calderwood MA, Hill DE, Hao T, Roth FP, Vidal M | إظهار المؤلفين = 6 | عنوان = A proteome-scale map of the human interactome network | صحيفة = Cell | المجلد = 159 | العدد = 5 | صفحات = 1212–26 | تاريخ = Nov 2014 | pmid = 25416956 | pmc = 4266588 | doi = 10.1016/j.cell.2014.10.050}}</ref>
* HSD17B7<ref>{{استشهاد بدورية محكمة | عدة مؤلفين = Wang J, Huo K, Ma L, Tang L, Li D, Huang X, Yuan Y, Li C, Wang W, Guan W, Chen H, Jin C, Wei J, Zhang W, Yang Y, Liu Q, Zhou Y, Zhang C, Wu Z, Xu W, Zhang Y, Liu T, Yu D, Zhang Y, Chen L, Zhu D, Zhong X, Kang L, Gan X, Yu X, Ma Q, Yan J, Zhou L, Liu Z, Zhu Y, Zhou T, He F, Yang X | إظهار المؤلفين = 6 | عنوان = Toward an understanding of the protein interaction network of the human liver | صحيفة = Molecular Systems Biology | المجلد = 7 | صفحات = 536 | تاريخ = 2011-01-01 | pmid = 21988832 | pmc = 3261708 | doi = 10.1038/msb.2011.67}}</ref>
* MAPK6<ref>{{استشهاد بدورية محكمة | عدة مؤلفين = Vinayagam A, Stelzl U, Foulle R, Plassmann S, Zenkner M, Timm J, Assmus HE, Andrade-Navarro MA, Wanker EE | عنوان = A directed protein interaction network for investigating intracellular signal transduction | صحيفة = Science Signaling | المجلد = 4 | العدد = 189 | صفحات = rs8 | تاريخ = Sep 2011 | pmid = 21900206 | doi = 10.1126/scisignal.2001699}}</ref>

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

[[تصنيف:إنزيمات]]
[[تصنيف:جينات على كروموسوم 8]]