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1、RuBPRuBP羧化酶羧化酶/加氧酶加氧酶植物营养与农资专业植物营养与农资专业 2014.11.20 12021/6/7 一、一、RuBPRuBP羧化酶羧化酶/加氧酶加氧酶的发现的发现 二、二、RuBPRuBP羧化酶羧化酶/加氧酶加氧酶的结构与功的结构与功能能 三、三、RuBPRuBP羧化酶羧化酶/加氧酶加氧酶活性活性 -活性的测定 -影响其活性的因素 四、四、RuBPRuBP羧化酶羧化酶/加氧酶加氧酶在光合碳同在光合碳同化中的重要作用化中的重要作用 五、对五、对RuBPRuBP羧化酶羧化酶/加氧酶加氧酶研究的展研究的展望望一、一、RuBPRuBP羧化酶羧化酶/加氧酶加氧酶的发现的发现 早在早
2、在19471947年，年，WhildmanWhildman和和BonnerBonner首先在植物叶绿体中观察到有一电首先在植物叶绿体中观察到有一电泳均一的大分子蛋白，称之为组分泳均一的大分子蛋白，称之为组分I I蛋白，后经验证它就是蛋白，后经验证它就是RuBPRuBP羧化酶羧化酶即即1,5-1,5-二磷酸核酮糖羧化酶二磷酸核酮糖羧化酶。它它是地球上最为丰富的一种蛋是地球上最为丰富的一种蛋白质白质,也是地球上唯一可从空气中取也是地球上唯一可从空气中取得得COCO2 2的酶。的酶。RuBPRuBP羧化酶羧化酶/加氧酶有丰加氧酶有丰富的必需富的必需氨基酸氨基酸,是具有潜在开发价是具有潜在开发价值的一
3、种高质量蛋白质值的一种高质量蛋白质,也是植物体也是植物体内的一种重要的储藏蛋白质。内的一种重要的储藏蛋白质。二、二、RuBPRuBP羧化酶羧化酶/加氧酶加氧酶的结构与功能的结构与功能高等植物高等植物RuBPRuBP羧化酶的合成、加工、组装羧化酶的合成、加工、组装RuBP羧化酶的结构羧化酶的结构二、二、RuBPRuBP羧化酶羧化酶/加氧酶加氧酶的结构与功能的结构与功能RuBP羧化酶/加氧酶的双重反应三、三、RuBPRuBP羧化酶羧化酶/加氧酶加氧酶活性活性 -活性的测定 目前目前,利用硫酸沉淀及柱层析等方法利用硫酸沉淀及柱层析等方法纯化纯化RuBPRuBP羧化酶羧化酶/加氧酶加氧酶。RuBPRu
4、BP羧化酶羧化酶/氧化酶活性氧化酶活性,采用吴光采用吴光耀的同位素法测定耀的同位素法测定，用示踪元素标用示踪元素标记的化合物记的化合物,化学性质不变。化学性质不变。其活其活性性也可以采用紫外分光光度法进行也可以采用紫外分光光度法进行测定测定，它是以朗伯它是以朗伯比耳定律为比耳定律为基础。基础。三、三、RuBPRuBP羧化酶羧化酶/加氧酶加氧酶活性活性 -影响其活性的因素 RuBPRuBP羧化酶羧化酶/加氧酶是一种光调节酶加氧酶是一种光调节酶,在黑暗中呈钝化状况在黑暗中呈钝化状况,在光下呈活在光下呈活化状态化状态,Mg,Mg2+2+及及COCO2 2为活化所必需为活化所必需。其其活性及含量受环境
5、因子的影响，活性及含量受环境因子的影响，如光照，二氧化碳浓度和温度等。如光照，二氧化碳浓度和温度等。三、三、RuBPRuBP羧化酶羧化酶/加氧酶加氧酶活性活性 -影响其活性的因素（光）弱光对花生功能叶片弱光对花生功能叶片RuBPRuBP羧化酶活性的影响羧化酶活性的影响(平均值平均值标准偏差标准偏差)，不同小写字母表示差异显著，不同小写字母表示差异显著(p 0.05)(p 0.05)。（吴正峰等）（吴正峰等）三、三、RuBPRuBP羧化酶羧化酶/加氧酶加氧酶活性活性 -影响其活性的因素不同氮水平下小麦不同氮水平下小麦RuBPRuBP羧化酶的活性（冯福生等）羧化酶的活性（冯福生等）三、三、RuBP
6、RuBP羧化酶羧化酶/加氧酶加氧酶活性活性 -影响其活性的因素(O2,CO2）已已有研究有研究表明表明O O2 2是羧化反应的竞争性是羧化反应的竞争性抑制剂抑制剂,而而COCO2 2是加氧反应的竞争性抑是加氧反应的竞争性抑制剂制剂,这两个反应的相对速度决定于这两个反应的相对速度决定于COCO2 2和和O O2 2的相对浓度的相对浓度。高高COCO2 2/O/O2 2 比值促进羧化反应比值促进羧化反应,低低COCO2 2/O/O2 2 比值促进加氧反应比值促进加氧反应,在正在正常空气中常空气中(O(O2 2 为为21%,CO21%,CO2 2 为为0.03%),C0.03%),C3 3植物大约有
7、植物大约有30%30%向加氧反应向加氧反应进行进行,70%,70%向羧化反应进行。向羧化反应进行。四、四、RuBPRuBP羧化酶羧化酶/加氧酶加氧酶在光在光合碳同化中的重要作用合碳同化中的重要作用 RuBPRuBP羧化酶羧化酶/加氧酶是处于光合碳还加氧酶是处于光合碳还原和光合碳氧化二个方向相反但又原和光合碳氧化二个方向相反但又相互连锁的循环交叉点上相互连锁的循环交叉点上,它对净光它对净光合率起着决定性的影响合率起着决定性的影响,是光合碳同是光合碳同化的关键酶化的关键酶。农作物产量的突破一直是农农作物产量的突破一直是农学学研究研究的重中之重，而作为光合碳同化的的重中之重，而作为光合碳同化的关键性
8、酶，更是众多学者研究的关关键性酶，更是众多学者研究的关键。键。五、对五、对RuBPRuBP羧化酶羧化酶/加氧酶加氧酶研究的展望研究的展望 RuBPRuBP羧化酶羧化酶/加氧酶是植物光合作用加氧酶是植物光合作用和呼吸作用的关键酶，对植物净光和呼吸作用的关键酶，对植物净光合产物的积累起着关键作用，而农合产物的积累起着关键作用，而农作物产量的提高是关乎国计民生的作物产量的提高是关乎国计民生的大事，因此对大事，因此对RuBPRuBP羧化酶羧化酶/加氧酶的加氧酶的研究也将不断进入更深层次，为光研究也将不断进入更深层次，为光和效率的提高以及农作物产量的突和效率的提高以及农作物产量的突破做出贡献。另外，破做出贡献。另外，RuBP RuBP羧化酶羧化酶/加氧酶加氧酶活性水平活性水平是否能是否能影响影响植物的植物的抗逆性这方面的研究还比较少，如抗逆性这方面的研究还比较少，如果得到印证，那么植物抗逆性的研果得到印证，那么植物抗逆性的研究也将得到突破。究也将得到突破。Picture slide Bullet 1 Bullet 2部分资料从网络收集整理而来，供大家参考，感谢您的关注！
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