《表1 六大家族碳酸酐酶的性质与特点》

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《可用于二氧化碳捕获过程的微生物碳酸酐酶的挖掘与改造》

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到目前为止，已发现碳酸酐酶有α、β、γ、δ、ζ、η等6个不同家族，每个家族之间的氨基酸序列无明显同源性，是趋同进化的典型代表[7]。六大家族的碳酸酐酶的特点见表1，α-CA常见于哺乳动物、原生动物、藻类、植物、细菌、真菌、古菌的胞浆中，所有动物来源的碳酸酐酶都出自α-CA，是现今研究最透彻的家族，人体中含有分布于多种器官中的α-碳酸酐酶，其中催化活性最高且研究最为透彻的为人碳酸酐酶Ⅱ（hCAⅡ）；β-CA首先发现在高等植物的叶绿体中，随后又在细菌、真菌、藻类、古菌中找到，在植物光合作用中，主要起CO2固定及维持CO2浓度等作用；γ-CA则主要存在于一些细菌和古菌中；δ-CA与ζ-CA主要存在于海洋的硅藻中；η-CA是近年来才发现的类型，主要存在于疟原虫中。这六大家族的酶结构虽然相似度不高，但每种酶的活性中心都会结合一个对催化过程起着重要作用的金属离子。其中加快CO2水合的核心机理就是金属离子对CO2的亲核攻击[9]。