Rubisco,即核酮糖-1,5-二磷酸羧化酶/加氧酶(Ribulose bisphosphate carboxylase oxygenase)
基本介紹
- 中文名：核酮糖-1,5-二磷酸羧化酶
- 外文名：Rubisco
- 性質：光合作用C3碳反應中重要的羧化酶
- 類型：加氧酶
介紹,催化反應,生物學意義,特點,效率低,缺少專一性,種類,第一種形式,第二種形式,第三種形式,第四種形式,
介紹
1,5-二磷酸核酮糖羧化酶/加氧酶（Ribulose-1,5-bisphosphate carboxylase/oxygenase，通常簡寫為RuBisCO）是一種酶(EC 4.1.1.39)，分子量約為53kD，由8個大亞基和8個小亞基組成，是光合作用中決定碳同化速率的關鍵酶。它在光合作用中卡爾文循環里催化第一個主要的碳固定反應，將大氣中游離的二氧化碳轉化為生物體內儲能分子，比如蔗糖分子。
催化反應
1,5-二磷酸核酮糖羧化酶/加氧酶可以催化1,5-二磷酸核酮糖與二氧化碳的羧化反應或與氧氣的氧化反應。同時RuBisCO也能使RuBP進入光呼吸途徑。 同時，它的活性也由光照影響，在暗處，rubisco的活性受到抑制，這也是為什麼在黑暗時，碳反應難以進行的原因。
1,5-二磷酸核酮糖羧化酶/加氧酶是植物葉片中含量最豐富的蛋白質，也可能是地球上含量最多的蛋白質。鑒於它對生物圈的重要性，人們正在努力改進自然界中的1,5-二磷酸核酮糖羧化酶/加氧酶的功能。
生物學意義
1,5-二磷酸核酮糖羧化酶/加氧酶在生物學上有重要的意義，因為它所催化的反應是無機態的碳進入生物圈的主要途徑。
Rubisco是植物C3途徑中的關鍵酶，同時也是植物光呼吸的關鍵酶。
特點
效率低
1,5-二磷酸核酮糖羧化酶在植物機體代謝過程中居於中心地位，但它卻是效率奇低的操作員。
讓我們作一個顯而易見的比較：典型的酶分子1秒鐘可催化1000個底物分子，但Rubisco每秒鐘僅固定3分子CO2。植物細胞為彌補低效的缺陷而產生大量的Rubisco。此酶約占總葉綠蛋白的50%。已知生物圈里植物占優勢，因此Rubisco是世界上最豐富的酶。
缺少專一性
不僅如此，Rubisco也奇缺專一性。在肌紅蛋白等氧結合蛋白中，CO2由於體積稍大而易被排除。與氧結合蛋白的高度專一性恰恰相反，在Rubisco中，由於O2和CO2分子在形式和化學特性上的相似性，O2分子能順利結合到CO2結合位點上。此時，縮化酶就會把O2分子連到糖鏈上，形成錯誤的氧化產物。因此，為糾正Rubisco非專一性引起的錯誤反應，植物細胞必須採取一系列高代價的補救措施，這就間接影響了Rubisco的催化效率。
