今天介紹一個(gè)作者認為最重要的酶，也許這個(gè)會(huì )引起爭議但是歡迎討論。這個(gè)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(jiǎn)寫(xiě)為RuBisCO。
為什么rubisco這個(gè)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(méi)有rubisco酶固定，我們所熟知的生命體都將不復存在。
Rubisco也是世界上數量最大的酶，小至藍細菌和浮游生物大至棕櫚樹(shù)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(shū)中估計rubisco占了葉中高達20-25%可溶性蛋白質(zhì)，并且在全球范圍內以1000kg/秒的速度產(chǎn)生(Moore, R., Clark, W. D., Kingsley, R. S., and Vodopich, D., Botany, Wm. C. Brown, 1995.)。而每個(gè)人類(lèi)需要高達44kg左右的rubisco來(lái)供養，所以請多多種樹(shù)，行動(dòng)起來(lái)吧！
在這里有分享一則關(guān)于rubisco趣聞：在植物死亡之后這個(gè)酶會(huì )繼續發(fā)揮功能以幫助植物持續分解。 Rubisco也是著(zhù)名的低效率酶，其中一個(gè)原因是這個(gè)酶必需O2 和 CO2同時(shí)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(jìn)化得到，而當時(shí)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，而自然選擇并沒(méi)有使這個(gè)酶更進(jìn)一步的進(jìn)化。
使用定向進(jìn)化來(lái)改變酶的活性是科學(xué)家們一直所關(guān)注的，科學(xué)家們已經(jīng)花了多年的時(shí)間通過(guò)基因工程技術(shù)來(lái)改變r(jià)ubisco的光合效率。到目前為止這些研究大多數還沒(méi)有成功，而無(wú)法在植物體外恢復rubisco功能是限制這些實(shí)驗的最根本原因。為什么rubisco很難恢復活性形式呢？因為催化活性的酶是由16個(gè)亞基組成的。但幾年前發(fā)表在科學(xué)雜志《Nature》上的一篇文章指出可能有一個(gè)方法可以解決該問(wèn)題(Nature 463, 197-202 [14 January 2010])。
分子伴侶是一種能促進(jìn)新合成的蛋白質(zhì)正確折疊的蛋白質(zhì)。根據德國馬克斯普朗克生物化學(xué)研究所的Manajit博士研究，rubisco正確折疊也需要分子伴侶的協(xié)助?，F在用定向進(jìn)化的方法改進(jìn)rubisco實(shí)驗正在進(jìn)行中，實(shí)驗中使用了分子伴侶。Rubisco功能得到了改進(jìn)，提高了其在現有大氣環(huán)境中的反應效率，能夠提高農作物的產(chǎn)率，并且也能緩解現在大氣CO2含量提升的問(wèn)題。
了解更多信息請點(diǎn)擊此鏈接：Press Release from the Max Planck Institute of Biochemistry
本文版權歸Sustainable Chemistry Solutions與寧波酶賽生物工程有限公司共同所有，未經(jīng)允許不得轉載。