Koolzuuranhydrase is een cruciaal enzym dat werkzaam is in dierlijke cellen, plantencellen en in het milieu om kooldioxideconcentraties te stabiliseren. Zonder dit enzym zou de omzetting van koolstofdioxide in bicarbonaat en omgekeerd extreem traag zijn en zou het bijna onmogelijk zijn om levensprocessen uit te voeren, zoals fotosynthese in planten en mensen die koolstofdioxide uitademen tijdens de ademhaling. Hoewel het veel nuttige functies vervult, kan het ook het menselijk lichaam beschadigen, zelfs sommige vormen van kanker veroorzaken.

In Humans

Koolstofdioxide wordt geproduceerd als afval van afbraak van suikers en vetten en in ademhaling, dus het moet door het lichaam naar de longen worden getransporteerd. Koolzuuranhydrase zet CO2 om in koolzuur omdat het wordt getransporteerd door bloedcellen, voordat het wordt omgezet in koolstofdioxide. Omdat veel lichaamsfuncties afhankelijk zijn van een bepaalde pH, past koolzuuranhydrase de zuurgraad van de chemische omgeving aan om schade aan het lichaam te voorkomen.

In planten

Net als dierlijke cellen transporteren plantencellen koolstofdioxide gas als bicarbonaat alvorens het om te zetten om het in fotosynthese te gebruiken om voeding voor de plant te genereren. Een verschil is dat plantencellen koolstofdioxide uit lucht en bodem halen in plaats van het te produceren. De structuur kan bijna compleet anders zijn, omdat het een andere aminozuursequentie heeft en een zinkmetaalion gebruikt, dat een interactie aangaat met de zuurstofatomen, ook in een ander mechanisme dan dat van mensen en dieren. De plantversie bevindt zich in het vloeibare deel van de cel, terwijl de dierlijke versie wordt gevonden in mitochondriën in cellen.

In de oceaan

Atmosferische CO2 wordt opgenomen in de oceaan door koolzuuranhydrase en omgezet in koolzuur, waardoor de algehele pH van de oceaan in de loop van de tijd daalt. Naarmate er meer en meer koolstofdioxide vrijkomt en vervolgens uit de atmosfeer wordt verwijderd, wordt de oceaan zuurder, met mogelijk schadelijke gevolgen voor het zeeleven. Mariene algen nemen dan opgeloste bicarbonaat-ionen op en zetten ze om in koolstofdioxide.

Carbonic-anhydrase stoppen

Hoewel het enzym in veel gevallen gunstig is, katalyseert het ook negatieve effecten op het lichaam, en een speciaal type geneesmiddel, een koolzuuranhydraseremmer genoemd, is beschikbaar om deze activiteit tegen te gaan. Een ziekte die wordt veroorzaakt door de activiteit van dit enzym, maar niet door het enzym zelf, is glaucoom, waarbij de druk van verzuring door zure vloeistof het gezichtsvermogen in de loop van de tijd vermindert. Sommige vormen van kanker worden ook versneld door koolzuuranhydrase, waaronder eierstok-, borst-, colon- en nierkanker.