Rubisco, aspir (Carthamus tinctorius L.) bitkisinde fotosentezin en temel enzimi olup, atmosferik karbondioksitin (CO₂) organik bileşiklere dönüştürülmesini sağlar. Bu enzim, kloroplast stromasında yer alır ve bitkide karbon fiksasyonunun (Calvin döngüsü) ilk basamağını katalizler.
Aynı zamanda, oksijenaz aktivitesi nedeniyle fotorespirasyona da neden olabilir.
Rubisco’nun Kimyasal Özelliği ve Yapısı
Özellik
Açıklama
Tam adı
Ribüloz-1,5-bifosfat karboksilaz/oksijenaz
Moleküler ağırlık
~550 kDa
Yapısı
8 büyük (L) ve 8 küçük (S) alt birimden oluşur (L₈S₈ kompleksi).
Yerleşim yeri
Kloroplast stroması
Optimum pH
7.8 – 8.2
Cofaktör
Mg²⁺ ve CO₂ (aktif merkez aktivasyonu için)
Aspir Bitkisinde Rubisco’nun Fizyolojik Rolleri
Görev / Süreç
Rubisco’nun Rolü
Açıklama
Fotosentez (Karbon Fiksasyonu)
CO₂’yi ribüloz-1,5-bifosfat (RuBP) ile birleştirir.
3-fosfogliserat (3-PGA) oluşur, şeker sentezinin ilk adımıdır.
Biyokütle Üretimi
Şeker ve karbon iskeletlerinin oluşumunu başlatır.
Bitki büyümesi ve tohum dolgunluğu Rubisco aktivitesine bağlıdır.
Fotorespirasyon
O₂ ile reaksiyona girerek glikolat üretir.
Enerji kaybına yol açabilir, sıcak stresinde artar.
Azot Kullanım Verimliliği
Rubisco protein içeriği bitki azotunun %20–30’unu oluşturur.
Azot beslemesi Rubisco sentezini doğrudan etkiler.
Rubisco Aktivitesini Etkileyen Faktörler
Işık Şiddeti: Yüksek ışık, Rubisco aktivasyon enzimini (RCA) uyarır.
Rubisco, inaktif formda iken aktif hale gelmesi için Rubisco aktivaz (RCA) enziminin yardımıyla karbamat oluşturur. Bu süreç Mg²⁺ ve ATP’ye bağımlıdır. Rubisco-inaktif+CO2+Mg2+→Rubisco-aktif
Aspirde Rubisco Verimliliğini Artırma Yöntemleri
Dengeli Azotlu Gübreleme: Rubisco sentezinde temel yapıtaşıdır.
Stres Azaltıcı Uygulamalar (BR, SA, JA): Rubisco oksidatif yıkımını azaltır.
Yaprak Mikro Element Desteği (Mg, Fe, Mn): Enzim aktivitesi için gereklidir.
