为什么RuBisCO是目标
平衡光子能量转化为化学能(如NADPH和ATP)的速率，以及从大气中流入的二氧化碳的速率和固定二氧化碳的减少速率，是陆地植物的关键点。如果通过气孔的二氧化碳流入减少，能量利用率降低，叶绿体就不得不将能量导向光呼吸，并将氧分子还原为超氧自由基(O2-)。”超氧化物歧化酶使O2-歧化成过氧化氢。过氧化氢是一些聚合酶类的强氧化剂，这些酶类由于邻近巯基的氧化而失去活性。
植物有分解过氧化氢的机制叶绿体然而，最近人们发现，在高压下，机器本身很不稳定干旱压力conditions.2为了克服植物的这种负担，我们在烟草叶绿体中引入了一种细菌过氧化氢酶
图16.1。光合作用的总体反应。PQ plastoquinon;Cyt,细胞色素;Fd,;FNR，铁还蛋白:NADP+还原酶;MDAR，单脱氢抗坏血酸还原酶;SOD，超氧化物歧化酶;APX，抗坏血酸过氧化物酶;RuBP，核酮糖1,5-二磷酸; PGA, 3-phosphoglycer-ate; TP, triose phosphate; CF, coupling factor.
图16.1。光合作用的总体反应。PQ plastoquinon;Cyt,细胞色素;Fd,;FNR，铁还蛋白:NADP+还原酶;MDAR，单脱氢抗坏血酸还原酶;SOD，超氧化物歧化酶;APX，抗坏血酸过氧化物酶;RuBP，核酮糖1,5-二磷酸; PGA, 3-phosphoglycer-ate; TP, triose phosphate; CF, coupling factor.
过氧化氢大量形成。引入过氧化氢酶分解活性氧，极大地保护叶绿体免受氧化损伤。
上述研究清楚地表明，将细菌过氧化氢酶引入植物叶绿体可以改善内源性活性氧清除系统。然而，我们不应该忽视这个事实转化株可以在不生长的情况下存活更长的时间。这种培育亲干旱植物的方法，不能通过将现有植物改变为生长在未使用的、被砍伐的和干旱的土地上的植物来吸收大气中的二氧化碳，从而达到预期的目标。我们应该寻找那些在这些生长条件下仍能进行光合作用的植物。为了达到这个目的，一个合理的目标是二磷酸核酮糖羧化酶3
RuBisCO在光合作用中催化的CO2固定步骤是重要的限速步骤。在充足的阳光下，酶在光合作用中的控制系数大于0.5。这一事实告诉我们，提高酶促效率是提高植物水分利用效率和作物产量的一个有意义的方向。
RuBisCO，即使是高等陆地植物的RuBisCO，作为一种酶也有几个缺点反应周转率可达3个/秒/反应点;是自然界中大多数酶的1/100到1/1000。酶对CO2的亲和力为10 ~ 15 ^M;叶绿体中只有四分之一的酶可以参与光合作用。更糟糕的是不可避免的加氧酶反应的发生。植物RuBisCO很好地适应了当前的含氧气氛，在叶绿体中每固定2到3个CO2就固定一次O2。部分反应产物在随后的乙醇酸途径中被氧化为CO2。总的来说，加氧酶反应使植物的生产力降低了60%。
继续阅读:植物RuBisCO是最进化的酶吗
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