Las anhidrasas carbónicas en los mamíferos interconvierten el CO2 y el bicarbonato uniéndose a las regiones cargadas negativamente de los compartimentos celulares.
Los investigadores han encontrado que s en soluciones a granel carecen de fuerzas de plegado que de otro modo se pueden encontrar en espacios cerrados (algo conocido como la teoría del confinamiento). Los investigadores del Laboratorio Nacional del Noroeste del Pacífico se centraron en un conjunto de proteínas, conocidas como anhidrasas carbónicas (CA), para comprender mejor las interacciones de unión de las proteínas en espacios confinados. Los CA contribuyen a la rápida conversión de dióxido de carbono en bicarbonato que, a su vez, mantiene el equilibrio ácido-base dentro de las células de los mamíferos y ayuda a transportar el dióxido de carbono fuera de los tejidos.
Las proteínas son estructuras plegadas que contienen regiones cargadas tanto positiva como negativamente. Cada región cargada es capaz de interactuar con otras regiones electrostáticas de una celda. Su investigación reveló que las regiones cargadas positivamente de CA se orientaban para unirse con regiones cargadas negativamente de sílice mesoporosa funcionalizada (FMS). FMS es una sustancia con una gran área de superficie porosa y se usa a menudo para probar interacciones proteína-sustrato. Los poros proporcionan muchos espacios pequeños y confinados para que las CA se adhieran y, por lo tanto, un entorno propicio para la actividad enzimática (teoría del confinamiento). Cuando una enzima se une a un sustrato, a menudo sufre un cambio en su forma física (es decir, un cambio conformacional). Sin embargo, cuando se colocan suficientes proteínas en una molécula, es posible que los cambios conformacionales experimentados normalmente sean menos molestos. Por ejemplo, el equipo de investigación notó que cuantas más proteínas se "cargaban" (es decir, se colocaban) en el sustrato, menos cambios conformacionales había en general y, por lo tanto, había más actividad catalítica inducida. Con más actividad catalítica, se puede fijar más dióxido de carbono dentro de una célula. Comprender las interacciones de unión de las CA al sustrato puede proporcionar información sobre cómo los subproductos de CO2 pueden reducirse en las células a través de una actividad catalítica mejorada.
