The Rubisco adalah enzim yang dikatakan massa yang paling melimpah dari planet Bumi. Rubisco, yang nama lengkapnya ribulosa-1,5-bifosfat karboksilase oksigenase, adalah protein kloroplas yang penting untuk fiksasi karbon dioksida atmosfer ( CO2 ). Kompleks protein ini eksklusif untuk jaringan hijau tanaman dan organisme yang melakukan fotosintesis.
Struktur : Kompleks fungsional lengkap rubisco luar biasa besar . Rubisco terdiri dari dua subunit . The subunit terbesar beratnya sekitar 54 KDa dan satu kecil tentang 14KDa, dengan 475 dan 123 asam amino masing-masing. Studi Rubisco pada tumbuhan tingkat tinggi mengungkapkan bahwa subunit ini membentuk kompleks 8 subunit utama dan 8 subunit kecil . Subunit yang lebih besar dikelompokkan menjadi dimer sedemikian rupa sehingga pusat katalitik terletak di antara dua subunit. Untuk mengadopsi konformasi akhir rubisco, empat dimer dari subunit yang lebih besar dikelompokkan ke dalam tong dengan pusat katalitik di tengah. Setelah ini, 8 subunit kecil akan bergabung di ujungnya, meninggalkan lubang di poros tengah laras. Di sisi lain, pada bakteri Rubisco tidak membentuk kompleks sebesar itu, tetapi hanya dibentuk oleh dimer dari subunit yang sangat mirip dengan unit terbesar dari kompleks tersebut.
Bentuk Rubisco yang mengkristal mengungkapkan dengan sempurna bentuk tong berongga yang menjadi ciri khasnya.
Subunit utama dibagi menjadi dua domain, yang disebut terminal-N dan terminal-C, yang masing-masing memiliki 150 asam amino dan 325 asam amino. Domain N-terminal dibentuk oleh sepertiga pertama rantai dan tidak mengkode pusat katalitik enzim. Di sisi lain, domain terminal karboksi adalah domain yang berpartisipasi dalam laras baik secara struktural maupun katalitik. Laras ini, terdiri dari 8 subunit, memiliki 8 heliks alfa di bagian luar laras dan 8 lembar beta di bagian dalam laras, semuanya dipasangkan dua per dua. The asam amino katalitik yang Lys 201, Asp 202, Asp 203, dan Glu204.
Fungsi : Rubisco sangat penting untuk kehidupan autotrofik yang menjadi dasar piramida makanan planet kita. Seperti yang telah kami komentari, sangat penting dalam fiksasi karbon atmosfer untuk mengubahnya menjadi karbon organik, karena ini adalah langkah pertama dari proses yang disebut siklus Calvin .
Protein ini secara kovalen mengikat CO2 ke 5-karbon ribulosa-1,5-bifosfat gula, karbohidrat yang tidak stabil ini dipecah menjadi dua molekul 3-fosfogliserat, yang akan dimasukkan ke dalam siklus produksi energi dan bahan organik makhluk hidup, melalui masuknya fosfogliserat ke dalam glikolisis atau pembentukan gula yang lebih kompleks.
Rubisco juga memiliki aktivitas lain, oksigenase , yang bersaing dengan karboksilase untuk pusat katalitik. Fiksasi oksigen (O2) ini disebut fotorespirasi dan karena oksigen lebih berlimpah daripada CO2 di atmosfer, aktivitas ini disukai. Namun, rubisco mampu mengambil 3 atau 4 molekul CO2 untuk masing-masing O2. Inefisiensi ini , di samping pengeluaran energi yang sangat besar yang diperkirakan (18 ATP dan 12 NADHP) inilah yang menyebabkan banyak ahli biologi dan agronomi mencoba memperbaikinya untuk mendapatkan kinerja pertanian yang lebih baik.