2 Fragen zu Rubisco

Bei C4-Pflanzen erfolgt die CO2-Fixierung in zwei Schritten, die in verschiedenen Zelltypen stattfinden. Zunächst wird CO2 an Phosphoenolpyruvat (PEP) durch das Enzym PEP-Carboxylase gebunden, was zu Oxalacetat führt. Dieses wird dann in Malat oder Aspartat umgewandelt und in die Bündelscheidenzellen transportiert. In den Bündelscheidenzellen wird das Malat wieder decarboxyliert, wodurch CO2 freigesetzt wird. Dieses CO2 wird dann von der Rubisco in den Calvin-Zyklus eingeschleust. Hier wird CO2 nicht direkt an PEP gebunden, sondern es wird 3-Phosphoglycerat (3-PGA) aus dem CO2 produziert, das von der Rubisco fixiert wurde. Zusammenfassend lässt sich sagen, dass der Weg in C4-Pflanzen anders ist als bei C3-Pflanzen, da die Fixierung von CO2 nicht direkt an PEP durch Rubisco erfolgt, sondern über einen Zwischenschritt mit PEP-Carboxylase und der Bildung von Malat oder Aspartat.

RubisCO (Ribulose-1,5-bisphosphat-Carboxylase/Oxygenase) ist ein Enzym, das eine zentrale Rolle im Calvin-Zyklus der Photosynthese spielt. Es katalysiert die Fixierung von Kohlendioxid (CO₂) in organische Moleküle, was der erste Schritt der Kohlenstofffixierung ist. RubisCO ist eines der häufigsten und wichtigsten Enzyme auf der Erde, da es in Pflanzen, Algen und vielen Bakterien vorkommt. Das Enzym hat zwei Hauptfunktionen: 1. **Carboxylase-Aktivität**: Es fügt CO₂ an Ribulose-1,5-bisphosphat (RuBP) an, um zwei Moleküle 3-Phosphoglycerat zu erzeugen. 2. **Oxygenase-Aktivität**: Es fügt O₂ an RuBP an, was zu einem Molekül 3-Phosphoglycerat und einem Molekül 2-Phosphoglycolat führt. Dieser Prozess wird als Photorespiration bezeichnet und ist weniger effizient für die Pflanze. RubisCO ist relativ langsam und ineffizient im Vergleich zu anderen Enzymen, was teilweise durch seine duale Funktion bedingt ist. Trotzdem ist es für das Leben auf der Erde unverzichtbar, da es die Grundlage für die Synthese von organischen Verbindungen aus anorganischem CO₂ bildet.