核酮糖-1,5-二磷酸羧化酶

Rubisco is the abbreviation of ribulose 1,5-bisphosphate carboxylase/oxygenase. It has 8 large subunits and 8 small subunits. And it is the crucial enzyme which participates in photosynthesis and photorespiration.

Rubisco核酮糖-1,5-二磷酸羧化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，將大氣中遊離的二氧化碳轉化為生物體內儲能分子，比如蔗糖分子。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。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。　Rubinsco是植物C3途徑中的關鍵酶，同時也是植物光呼吸的關鍵酶。　Rubinsco葉綠體基質中催化CO2與Rubp即1,5-二磷酸核酮糖結合生成2分子3-磷酸甘油酸，進而發生一系列反應，將ATP中的化學能轉化到葡萄糖中。核酮糖二磷酸縮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。此酶約佔總葉綠蛋白的50%。已知生物圈裡植物佔優勢，因此Rubisco是世界上最豐富的酶。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。