为什么植物选择Rubisco作为光合固碳酶？
2023-10-30 阅读 32
植物选择Rubisco（核酮糖1,5-二磷酸羧化酶）作为光合固碳酶的原因有几个方面：
1. 丰富性：Rubisco是地球上最丰富的酶之一，几乎存在于所有光合生物中，包括植物、藻类和一些细菌。这种广泛存在的特性使得Rubisco成为植物固碳的理想选择。
2. 功能多样性：Rubisco具有两个主要功能，即固碳和氧化。在光合作用中，Rubisco将二氧化碳与核酮糖1,5-二磷酸（RuBP）结合，产生一个稳定的化合物，进而进行碳固定。这个过程是光合作用中最关键的步骤之一。此外，Rubisco还可以与氧气反应，产生光呼吸过程中的副产物。尽管这个副产物对植物的生长有一定的负面影响，但Rubisco的功能多样性使其能够在不同的环境条件下适应和调节。
3. 进化历史：Rubisco是一个非常古老的酶，在地球上存在了数十亿年。在地球上最早的光合生物出现之前，大气中二氧化碳含量非常高，而氧气含量非常低。当氧气开始逐渐增加时，光合生物需要一种能够区分二氧化碳和氧气的酶来进行固碳。Rubisco在进化过程中逐渐发展出这种区分能力，成为光合生物固碳的主要酶。
虽然Rubisco有许多优点，但它也存在一些缺点。例如，Rubisco的催化效率较低，尤其在高氧条件下。这导致了光呼吸的发生，浪费了能量和碳。因此，植物在进化过程中也采取了其他策略来优化Rubisco的性能，如C4和CAM光合途径，以及与Rubisco相关的蛋白质修饰和调节机制。
更新于 2023年10月30日
