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酶簡介四 :世界上最重要的酶

發布時間 :2016-03-01 瀏覽數 :3429次

今天介紹一個作者認為最重要的酶 ,也許這個會引起爭議但是歡迎討論 。這個被認為世界上最重要的酶的名字是“1,5-二磷酸核酮糖羧化酶/加氧酶” ,通常簡寫為RuBisCO 。

為什麽rubisco這個酶是世界上最重要的酶呢 ?首先 ,它是所有碳基生命的基礎 ,負責碳的固定 ,如果沒有rubisco酶固定 ,wellbet所熟知的生命體都將不複存在 。

Rubisco也是世界上數量最大的酶 ,小至藍細菌和浮遊生物大至棕櫚樹和巨杉,所有光合生物都含此酶 。在摩爾等人編輯的一本教科書中估計rubisco占了葉中高達20-25%可溶性蛋白質 ,並且在全球範圍內以1000kg/秒的速度產生(Moore, R., Clark, W. D., Kingsley, R. S., and Vodopich, D., Botany, Wm. C. Brown, 1995.) 。而每個人類需要高達44kg左右的rubisco來供養 ,所以請多多種樹 ,行動起來吧 !

在這裏有分享一則關於rubisco趣聞 :在植物死亡之後這個酶會繼續發揮功能以幫助植物持續分解 。 Rubisco也是著名的低效率酶 ,其中一個原因是這個酶必需O2 和 CO2同時存在的情況下才有反應能力 。其次 ,rubisco不適應當前的大氣狀況 ,現在的大氣CO2含量水平是其最佳效率需要的含量的一半左右 。究其原因可能是30億年前此酶從藍藻細菌中進化得到 ,而當時大氣中O2的含量是非常稀少的 ,而CO2的含量則比當前的空氣中含量要高很多 ,而自然選擇並沒有使這個酶更進一步的進化 。


使用定向進化來改變酶的活性是科學家們一直所關注的 ,科學家們已經花了多年的時間通過基因工程技術來改變rubisco的光合效率 。到目前為止這些研究大多數還沒有成功 ,而無法在植物體外恢複rubisco功能是限製這些實驗的最根本原因 。為什麽rubisco很難恢複活性形式呢 ?因為催化活性的酶是由16個亞基組成的 。但幾年前發表在科學雜誌《Nature》上的一篇文章指出可能有一個方法可以解決該問題(Nature 463, 197-202 [14 January 2010]) 。


分子伴侶是一種能促進新合成的蛋白質正確折疊的蛋白質 。根據德國馬克斯普朗克生物化學研究所的Manajit博士研究 ,rubisco正確折疊也需要分子伴侶的協助 。現在用定向進化的方法改進rubisco實驗正在進行中 ,實驗中使用了分子伴侶 。Rubisco功能得到了改進 ,提高了其在現有大氣環境中的反應效率 ,能夠提高農作物的產率 ,並且也能緩解現在大氣CO2含量提升的問題 。

了解更多信息請點擊此鏈接 :Press Release from the Max Planck Institute of Biochemistry


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