Rubisco 的功能—羧化、加氧反应
Rubisco 的功能—羧化、加氧反应
• Rubisco也是高等植物中一种主要储藏的有机 氮形式。 ⚫ Rubisco 普遍存在于所有自养生物中。在C3植物 中含量极为丰富。存在叶绿体间质中,其浓度在 间质中可达30Omg/ml 。 ⚫ 高度可溶性的蛋白
• Rubisco也是高等植物中一种主要储藏的有机 氮形式。 ⚫ Rubisco 普遍存在于所有自养生物中。在C3植物 中含量极为丰富。存在叶绿体间质中,其浓度在 间质中可达30Omg/ml 。 ⚫ 高度可溶性的蛋白
羧化作用 • Rubisco催化 RuBP 的羧化作用形成二分子 PGA。 可通过磷酸转运器从叶绿体输出到细胞质中， 用于 合成蔗糖;在叶绿体中产生淀粉。 • RuBP 作为 C02 的最初受体，是在卡尔文循环中生 成的，所以卡尔文循环是自动催化的，即循环中的 任何中间产物可以再生，也可以从循环中的任何一 步抽出
羧化作用 • Rubisco催化 RuBP 的羧化作用形成二分子 PGA。 可通过磷酸转运器从叶绿体输出到细胞质中， 用于 合成蔗糖;在叶绿体中产生淀粉。 • RuBP 作为 C02 的最初受体，是在卡尔文循环中生 成的，所以卡尔文循环是自动催化的，即循环中的 任何中间产物可以再生，也可以从循环中的任何一 步抽出
氧化作用—光呼吸 • Rubisco 催化将氧加入RuBP 产生一分子PGA和一分子 2- 磷酸乙醇酸。 • 磷酸甘油酸可在卡尔文循环中进一步代谢。 • 两个分子磷酸乙醇酸通过叶绿体、过氧化物体和线粒体, 最 终转化为一个分子磷酸甘油酸,这样使磷酸乙醇酸的一部分 碳再被利用(乙醇酸途径或称光呼吸途径)。 • 消耗了许多能量，有 25% 的碳作为 C02 损失掉
氧化作用—光呼吸 • Rubisco 催化将氧加入RuBP 产生一分子PGA和一分子 2- 磷酸乙醇酸。 • 磷酸甘油酸可在卡尔文循环中进一步代谢。 • 两个分子磷酸乙醇酸通过叶绿体、过氧化物体和线粒体, 最 终转化为一个分子磷酸甘油酸,这样使磷酸乙醇酸的一部分 碳再被利用(乙醇酸途径或称光呼吸途径)。 • 消耗了许多能量，有 25% 的碳作为 C02 损失掉
研究意义 • Rubisco 的羧化/加氧反应可看作分别是调节卡尔文 循环和光呼吸途径的首要步骤。因此该酶的羧化反 应和氧化反应的比值非常重要，它决定了植物的净 光合产量。 ⚫ 空气中C02和 02的相对浓度影响这二反应的比值。(在无O2条 件下,C3植物的 Rubisco的 km(C02 ) 约为 12-15 μmol/L, 但在空气中(21%O2 ),则增高至26μmol/L)可见较高的C02浓度 可以增强光合作用，生成较多有机物质。 ⚫ 在大田条件下，改变空气中 C02 和 02 的浓度是很难办到
研究意义 • Rubisco 的羧化/加氧反应可看作分别是调节卡尔文 循环和光呼吸途径的首要步骤。因此该酶的羧化反 应和氧化反应的比值非常重要，它决定了植物的净 光合产量。 ⚫ 空气中C02和 02的相对浓度影响这二反应的比值。(在无O2条 件下,C3植物的 Rubisco的 km(C02 ) 约为 12-15 μmol/L, 但在空气中(21%O2 ),则增高至26μmol/L)可见较高的C02浓度 可以增强光合作用，生成较多有机物质。 ⚫ 在大田条件下，改变空气中 C02 和 02 的浓度是很难办到