RuBisCO

RuBisCO
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Concepto:Es la forma abreviada con que normalmente se designa a la enzima cuyo nombre completo es ribulosa-1,5-bisfosfato carboxilasa oxigenasa.

RuBisCO es la forma abreviada con que normalmente se designa a la enzima cuyo nombre completo es ribulosa-1,5-bisfosfato carboxilasa oxigenasa, esta enzima tiene un doble comportamiento que justifica su nombre, catalizando dos procesos opuestos, Primero la fijación del dióxido de carbono CO2 a una forma materia orgánica, lo que justifica su clasificación como carboxilasa, la fotorrespiración, en la que actúa como oxigenasa del mismo sustrato.

Catálisis

La RuBisCO cataliza la reacción entre la ribulosa bifosfato (una pentosa , es decir un monosacárido de 5C, RuBP) con el CO2, para crear 1 molécula de 6 carbonos, la cual al ser inestable termina por separarse en 2 moléculas que contienen 3 átomos de carbono cada una, el fosfoglicerato (PGA). La importancia de la RuBisCo queda indicada por el hecho de ser el enzima más abundante en la naturaleza. La rubisco está sujeta a regulación por la adición covalente de una molécula de CO2 al grupo amino de un residuo de Lys formando un carbamato, este carbamato se fija a un ion Mg+2; el complejo resultante es esencial para la actividad pudiendo funcionar directamente en la catálisis.

La RuBisCO es la proteína-enzima más abundante en la biosfera.

Estructura

La RuBisCO que se observa en los plastos es una proteína oligómero formada por 16 polipéptidos, que son de dos tipos, uno grande (subunidad L) y otro pequeño (subunidad S), esta estructura se observa también en cianobacterias, ya que, los estudios apuntan a que los plastos eucarióticos derivan evolutivamente de ellas por endosimbiosis, en procariontes distintos de las cianobacterias la RuBisCO forma agregados más sencillos, típicamente de dos subunidades grandes y dos pequeñas.

Fijación del carbono

La RuBisCO cataliza el primer paso y más significativo del Ciclo de Calvin, en la fijación del dióxido de carbono a una forma orgánica, en la reacción, una molécula de CO2 se une a la cadena hidrocarbonada de la ribulosa-1,5-bisfosfato, una pentosa activada energéticamente por la fosforilación de los dos carbonos situados en los extremos de la cadena, a través de un estado de transición de seis carbonos, se forman dos moléculas de ácido 3-fosfoglicérico:

El ciclo de Calvin y la fijación del CO2 por la RuBisCO son propios de todos los organismos autótrofos, no se dan sólo en fotosintetizadores típicos, como cianobacterias, algas células eucarióticas y plantas, que realizan la fotosíntesis oxigenada, sino también en arqueas y bacterias dotadas de metabolismos fotosintetizadores o quimiosintetizadores diversos.

La RuBisCO es responsable de la producción primaria de la que parte la circulación de energía en la biosfera, la reacción de fijación del carbono es en sí extremadamente ineficiente; y lo es más aún por la competencia con la función de oxigenasa.

Actividad oxigenasa e ineficiencia

La RuBisCO cataliza también la fijación de oxígeno diatómico O2 sobre la ribulosa-1,5-bisfosfato, en un proceso llamado fotorrespiración, que termina liberando CO2y disipando energía.

La concentración de O2 en la atmósfera es 6.000 veces mayor que la de CO2, lo que favorece a la fotorrespiración, con la mayor concentración de oxígeno presente, la enzima es capaz de secuestrar 3-4 moléculas de dióxido de carbono por cada una de oxígeno, la ineficiencia de la RuBisCo la convierte, en condiciones normales, en el factor limitante de la fotosíntesis.

Actualmente se investiga como modificar genéticamente la enzima para favorecer la productividad agrícola

Fuentes