Kasvin proteiini vastaa hiilen kiinnittämisestä kasviin

Kun hiilen kiinnittämisestä vastaava entsyymi löydettiin 1940-luvulla on kasvien fotosynteesi ollut siitä lähtien kiinnostuksen kohteena. Koeputkessa laboratorio-olosuhteissa on voitu testata tätä Rubisco entsyymin kemiallista reaktiota ja on todettu proteiinin toimivan luonnollisissa olosuhteissa paljon tehottomammin, ensinnäkin jo auringonvalon puuttumisen takia yöllä, mutta myös muut tekijät vaikuttavat hitauteen, lämpötila, CO2:n saatavuus, typen saatavuus jne.

https://www.pnas.org/content/116/10/4738

Fotosynteettinen hiilen assimilaatio mahdollistaa energian varastoinnin luonnossa ja tuottaa suurimman osan biomassasta biosfäärissä. Rubisco (D-ribuloosi-1,5-bisfosfaattikarboksylaasi / oksigenaasi) on vastuussa valtaosasta maailmanlaajuisesta hiilen kiinnittymisestä ja sen on väitetty olevan maapallon runsain proteiini.

Verrattuna in vitro 25 °C:ssa havaittuun suurimpaan katalyyttiseen nopeuteen, tehollinen nopeus luonnossa on ~ 100 kertaa hitaampi maalla ja seitsemän kertaa hitaampi meressä.”

Kun hiilidioksidin kertymistä ilmakehään on seurattu 1950-luvun lopulta lähtien, on voitu vaan todeta pitoisuuden nousseen tasaisesti.

On voitu todeta maailmanlaajuista viherryttämistä, mikä on ilmakehän lisääntyneen CO2:n ansiota, mutta myös muut tekijät ovat olleet vaikuttamassa.

Vaikka kehitys maapallon viherryttämisen osalta on ollut hyvä ja toivottavaa, se ei vielä riitä, koska CO2 pitoisuus kasvaa ilmakehässä edelleen.

Koska CO2:lla on myös pieni lämmittävä vaikutus, sen lisääntyminen ilmakehässä on aiheuttanut huolestuneita kannanottoja.

Jo 1960-luvulla ensimmäiset huolestuneet kannanotot esitettiin ja vaadittiin fossiilisten polttoaineiden käytöstä luopumista. Kuitenkaan mitkään toimenpiteistä vähentää hiilidioksidipäästöjä ei ole toiminut. Ainoa merkittävä tekijä on ollut kasvillisuuden lisääntyminen maailmanlaajuisesti.

EDIT: Kasvien evoluution alkuvaiheissa hiilidioksidia on ollut ilmakehässä paljon nykyistä enemmän, mutta tämän kehityksen alemmasta hiilidioksidipitoisuudesta ilmakehässä kasvit ovat itse aiheuttaneet. Ilmakehän hiilidioksidin vähyydestä johtuen Rubisco entsyymi voi harhautua ottamaan happimolekyylin (O2) hiilidioksidimolekyylin (CO2) sijaan, mistä aiheutuu kasville hankaluuksia, lähes myrkytystila. Tämän nk. evoluutiovirheen tutkijat ovat kuitenkin pystyneet korjaamaan. Geenimuunneltu viljelykasvi parantaa kasvin fotosynteesiä ~ 40 %.

Jotkut entsyymit voivat suorittaa tuhansia kemiallisia reaktioita sekunnissa. RuBisCO on kuitenkin hidas, kiinnittäen vain 3-10 hiilidioksidimolekyyliä sekunnissa entsyymimolekyyliä kohti. [24] RuBisCO:n katalysoima reaktio on siten Calvin-syklin ensisijainen nopeutta rajoittava tekijä päivän aikana. Kuitenkin useimmissa olosuhteissa, ja kun valo ei muuten rajoita fotosynteesiä, RuBisCO-nopeus reagoi positiivisesti kasvavaan hiilidioksidipitoisuuteen.”

https://en.m.wikipedia.org/wiki/RuBisCO

 

+5

Ilmoita asiaton viesti

Kiitos!

Ilmoitus asiattomasta sisällöstä on vastaanotettu