Bilgi Bankası

Fosfoenolpirüvat karboksilaz (PEPC)

Fosfoenolpirüvat karboksilaz (PEPC), aspir (Carthamus tinctorius L.) bitkisinde karbon metabolizmasının ve fotosentetik ara basamakların düzenlenmesinde görevli, sitoplazmik bir enzimdir.
Rubisco’dan farklı olarak oksijenle rekabet etmez; bu nedenle karbon fiksasyonunun verimliliğini artırıcı destekleyici bir mekanizma oluşturur.

Kimyasal Özellikleri ve Yapısı

Özellik Açıklama
Tam adı Fosfoenolpirüvat karboksilaz (PEPC)
EC numarası 4.1.1.31
Moleküler ağırlık ~400–440 kDa
Yerleşim yeri Sitoplazma
Cofaktör Mg²⁺ veya Mn²⁺
Optimum pH 7.8 – 8.0
Reaksiyon Fosfoenolpirüvat + HCO₃⁻ → Oksaloasetat + Pi

Aspir Bitkisinde PEPC’nin Fizyolojik Rolleri
Görev / Süreç PEPC’nin Rolü Açıklama
Karbon Fiksasyonu (Anaplerotik Rol) CO₂’yi organik asitlere bağlar Rubisco’ya destek olarak karbon verimliliğini artırır.
Fotosentez Destek Aktivitesi Işığa bağlı CO₂ fiksasyonuna katkı sağlar Özellikle yüksek ışık ve sıcaklıkta etkinliği artar.
Organik Asit Metabolizması Oksaloasetat üretimi sağlar TCA döngüsü ve amino asit sentezi için temel ara madde üretir.
Stres Toleransı Osmoregülasyon ve enerji dengeleme Kuraklık ve tuzlulukta fosfoenolpirüvat yönlendirmesini düzenler.
Yağ Asidi ve Tohum Doldurma Dönemi C deposu sağlar Aspir tohumundaki lipid sentezine karbon kaynağı sağlar.

Aspirde PEPC Aktivitesini Etkileyen Faktörler

  • Işık: Fotosentetik PEPC izoformu ışığa bağımlı olarak aktive olur.

  • Azot Beslenmesi: Azot eksikliği, PEPC gen ekspresyonunu azaltır.

  • Sıcaklık ve Stres: Orta düzey stres (30–35 °C) PEPC aktivitesini artırırken aşırı sıcaklık düşürür.

  • Bitki Gelişim Dönemi: Özellikle çiçeklenme ve tohum dolgunluğu dönemlerinde PEPC aktivitesi artar.

Rubisco ve PEPC Arasındaki Farklar

Özellik Rubisco PEPC
Yerleşim yeri Kloroplast Sitoplazma
Substrat CO₂ + RuBP HCO₃⁻ + PEP
O₂ etkisi Oksijenaz aktivitesi vardır O₂ ile rekabet etmez
Karbon kaybı Fotorespirasyonla olur Karbon kaybı minimaldir
Aktivasyon koşulu Rubisco aktivaz ile Fosforilasyonla düzenlenir
Görev Ana karbon fiksasyonu Destekleyici karbon yakalama

Aspirde PEPC Aktivitesini Artıran Uygulamalar

  • Mg ve Mn içeren yaprak gübreleri: Enzim kofaktörlerini sağlar.

  • Brassinosteroid veya Jasmonat uygulamaları: PEPC gen ekspresyonunu artırır.

  • Azot ve fosfor dengesi: PEPC sentezinde önemli rol oynar.

  • Stres önleyici biyostimülantlar: Enzim stabilitesini korur.

İlaç Önerileri