Ribüloz-1 5-bifosfat karboksilaz/oksijenaz RuBisCO , bitkilerde fotosentezin anahtar enzimi olup atmosferik CO₂’nin organik bileşiklere bağlanmasını sağlayan enzimdir. Bitki hücrelerinde en bol bulunan proteinlerden biridir ve bağ (Vitis vinifera) yapraklarında fotosentetik etkinliği belirleyen en kritik faktörlerden biridir.
Biyokimyasal Rolü
Özellik Açıklama
Enzim sınıfı Liyaz (EC 4.1.1.39)
Temel reaksiyon Ribüloz-1,5-bifosfat + CO₂ → 2 Fosfogliserat (3-PGA)
Yerleşim Kloroplast stroması
Kofaktör Mg²⁺, aktivatör: RuBisCO aktivaz
pH Optimumu 7.8–8.0
Ana Fonksiyon Calvin döngüsünde CO₂ sabitlemesi ve organik karbon üretimi
Bağ (Vitis vinifera) Üzerindeki Önemi
Etki Alanı RuBisCO’nun Rolü
Fotosentez Hızı Yapraklarda CO₂ asimilasyonunun ana belirleyicisidir; RuBisCO aktivitesi arttıkça fotosentez verimi yükselir.
Verim ve Büyüme RuBisCO aktivitesi, karbon fiksasyon kapasitesiyle doğrudan ilişkilidir; sürgün, yaprak ve meyve gelişimini destekler.
Olgunlaşma Dönemi Olgunlaşmaya yakın dönemde aktivitesi azalır; karbon akışı meyveye yönlendirilir.
Işık ve Sıcaklık Etkisi 25–30 °C aralığında maksimum aktivite; yüksek sıcaklık ve su stresi RuBisCO etkinliğini düşürür.
Azot Desteğiyle İlişki Yaprak N içeriği, RuBisCO sentezi için belirleyicidir; azot eksikliği fotosentez kapasitesini sınırlar.
Fenolojik Dönemlerde Aktivite
Dönem RuBisCO Aktivitesi
Tomurcuk patlaması – erken vejetatif dönem Orta; yeni yapraklarda enzim sentezi başlar.
Vejetatif gelişme (10–19 BBCH) Yüksek; yaprak yüzey alanı ve klorofil yoğunluğu artar.
Çiçeklenme – meyve tutumu (40–59 BBCH) En yüksek düzey; enerji ve karbon üretimi maksimumdur.
Olgunlaşma ve hasat öncesi (70–89 BBCH) Kademeli düşüş; yaprak yaşlanmasıyla RuBisCO bozulur.
Hasat sonrası (90–99 BBCH) Düşük; karbon akışı azalır, kloroplastlar yaşlanır.
Bağcılıkta Uygulama ve İzleme
RuBisCO aktivitesi , bağda fotosentetik verimlilik ve beslenme durumu göstergesi olarak kullanılabilir.
Azotlu gübreleme (özellikle nitrat formu) ve mikroelement desteği (Mg, Fe, Mn) RuBisCO etkinliğini artırır.
Yaprak gaz değişim ölçümleri (Pn, gs, Ci) ile RuBisCO etkinliği dolaylı olarak izlenebilir.
Stres azaltıcı uygulamalar (ör. amino asit, deniz yosunu, Si bazlı biostimülanlar) enzimin stabilitesini destekler.
