固碳酶比以前认为的丰富10倍

这就是来自德国马克斯普朗克生物化学研究所的Manajit Hayer-Hartl总结了她对一项新分析的看法，即全球丰富的植物二氧化碳转化酶比想象的高出一个数量级：“因为我工作rubisco我总是在谈论它是地球上最丰富的蛋白质。有时我的观众会问'你真的确定吗?' 我现在可以说'是的我。'“

核酮糖-1,5-二磷酸羧化酶/氧化酶(Rubisco)是在所有光合生物中发现的固碳酶。“ 以生物质形式存在的地球上90%以上的有机碳是rubisco行为的产物，”来自以色列魏茨曼科学研究所的Yinon Bar-on说，他与Ron Milo一起进行了分析。

四十年前，生物化学家约翰埃利斯宣称rubisco是地球上最丰富的蛋白质。但事实证明，他的背后计算已经减少了一个数量级。植物和海洋生物实际上含有7亿吨的rubisco ，而不仅仅是4 亿吨。

为了估算占总数的90%的陆地rubisco，Bar-on和Milo计算了全球叶片质量。叶子是唯一含有rubisco的植物部分。通过结合实地研究和遥感数据，该团队还考虑了含有不同数量的rubisco的不同植物物种。Rubisco对世界海洋的计算来自海洋自养生物的生物量估算，如藻类和蓝细菌。

Bar-on表示，Ellis和Weizmann团队估计的巨大差异源于对rubisco效率的误解。“Ellis将[年度全球碳固定率]除以实验室中rubisco工作的最大速率 - 从中可以估算出有多少rubisco。他的数量远低于我们的数量的主要原因是他对rubisco使用了更高的费率。“

事实证明，在野外，rubisco不能以其最大催化速率工作。海洋rubisco的最大值为其最大值的15%，而陆地植物中的rubisco仅占其最大值的1%，每秒转换三个二氧化碳分子。

“任何rubisco在体外都可以像体外一样高效，”Hayer-Hartl说。但实验室研究记录了rubisco在25°C时的全光和高二氧化碳水平的效率。然而，自然界中的条件变化，例如，并非每一片叶子始终都能获得充足的阳光。

Bar-on解释了解导致rubisco最大效率和测量效率之间差异的原因，将帮助科学家解释影响全球碳固定的因素。研究人员还在研究改进的rubisco酶，以创造更高产的作物。

由于rubisco先前的估计远远没有达到标准，因此Bar-on想知道是否可能存在另一种更丰富的蛋白质。“因为地球上的大部分生物量都是植物，所以最丰富的蛋白质的主要候选物将是所有植物组织中丰富的东西，而不仅仅是像rubisco这样的叶子。”

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