Fosfoenolpirüvat Karboksilaz (PEPC), bitkilerde karbon fiksasyonu, organik asit metabolizması ve stres toleransı açısından kritik bir enzimdir. Fotosentetik ve non-fotosentetik dokularda aktif olup, karbon iskeletlerinin sentezinde ve pH regülasyonunda görev alır. Bağ bitkisinde (Vitis vinifera), özellikle meyve olgunlaşması, asit birikimi ve su stresi yanıtlarında önemli rol oynar.
Biyokimyasal Rolü
Özellik
Açıklama
Enzim sınıfı
Liyaz (EC 4.1.1.31)
Temel reaksiyon
Fosfoenolpirüvat + HCO₃⁻ → Oksaloasetat + Pi
Kofaktörler
Mg²⁺ veya Mn²⁺
Yerleşim
Sitoplazma ve kloroplast
pH Optimumu
7.5–8.5
İndükleyiciler
Işık, azot ve fosfor yeterliliği, su stresi
Bağ (Vitis vinifera) Üzerindeki Önemi
Etki Alanı
PEPC’nin Rolü
Organik Asit Biyosentezi
Oksaloasetat ve malat sentezinin ilk basamağını katalizler; meyvede malik asit birikimini sağlar.
Meyve Olgunlaşması ve Asit Dengeleme
Olgunlaşma döneminde PEPC aktivitesi azalarak malik asit düşüşünü düzenler; tat profilini belirler.
Fotosentetik Karbon Akışı
C₃ bitkisi olmasına rağmen bağda PEPC, karbon metabolizmasının yan döngülerinde CO₂ fiksasyonuna katkı sağlar.
pH ve Anyon Dengesinin Korunması
Hücre içi pH düzenlemesi ve iyon dengesi (özellikle K⁺ ve NO₃⁻) için gereklidir.
Kuraklık ve Tuz Stresi
Stres koşullarında PEPC aktivitesi artar; organik asit birikimiyle osmotik dengeyi korur.
Fenolojik Dönemlerde Aktivite
Dönem
PEPC Aktivitesi
Erken vejetatif dönem (10–19 BBCH)
Orta düzeyde; yaprak gelişimi ve solunum aktif.
Çiçeklenme – meyve tutumu (40–59 BBCH)
Yüksek; karbon iskeleti üretimi yoğun.
Meyve büyümesi (60–79 BBCH)
En yüksek düzey; malik asit ve diğer organik asitler hızla sentezlenir.
Olgunlaşma (80–89 BBCH)
Düşüş gösterir; malik asit yıkımı başlar.
Hasat sonrası (90–99 BBCH)
Düşük; karbon metabolizması yavaşlar.
Bağcılıkta Uygulama ve İzleme
PEPC aktivitesi, bağda organik asit birikimi, meyve olgunluğu ve stres dayanımı göstergesi olarak kullanılabilir.
Yaprak ve meyve dokularında PEPC ölçümleri, şeker/asit dengesi tahmininde önemlidir.
Azotlu gübreleme, fosfor takviyesi ve biyostimülan uygulamaları (özellikle amino asit ve deniz yosunu bazlı ürünler) PEPC sentezini artırabilir.
Kuraklık stresi altında PEPC ekspresyonu, bağ bitkisinin adaptif cevabının biyokimyasal göstergesidir.
