Imprimir - RuBisCo - a proteína mais importante da Terra - Fauna e Flora - Naturlink
A RuBisCo é a enzima mais abundante do nosso planeta e praticamente toda a vida, tal como a conhecemos, depende dela.
A RuBisCo é conhecida como a proteína mais importante e mais abundante da Terra, uma vez que praticamente toda a vida depende directa ou indirectamente dela. Esta proteína ocorre nas plantas superiores, nas plantas inferiores e numa grande variedade de bactérias fotossintéticas. A RuBisCo representa normalmente mais de 50% da proteína das folhas das plantas superiores, pelo menos quando nos referimos a plantas do tipo C3*. Graças a esta proteína, as plantas terrestres fixam cerca de 50000000000000 kg de carbono, mas para tal necessitam de grandes quantidades de RuBisCo. Podemos dizer que por cada pessoa do nosso planeta existem cerca de 10 kg desta proteína nas plantas terrestres.
*Nota: existem plantas do tipo C3, C4 e CAM que diferem nos mecanismos fotossintéticos, e as C3 necessitam de muitas RuBisCo porque nestas as proteínas estão em contacto com o oxigénio que compete com o CO2 como veremos mais à frente.
Todos os organismos dependem directamente ou indirectamente desta proteína. Os seres autotróficos utilizam a RuBisCo para produzir os compostos orgânicos energéticos que necessitam e os seres heterotróficos obtêm estes compostos dos autotróficos.
Nas plantas superiores, esta proteína encontra-se no estroma dos cloroplastos onde tem duas actividades enzimáticas diferentes, ou seja, cataliza duas reacções diferentes, que têm consequências opostas.
Em 1947, Wildman e Bonner descobriram a actividade carboxilásica, que catalisa a reacção inicial de fixação do dióxido de carbono (CO2) da fotossíntese. Em 1971, Ogren e Bowes, descobriram uma segunda actividade, a actividade oxigenásica que cataliza a reacção inicial de fixação de oxigénio da fotorrespiração.
A primeira actividade referida atribui à RuBisCo o papel principal no processo da fotossíntese, daí resultando a sua grande importância, por outro lado esta proteína tem uma acção que dá inicio à fotorrespiração que é um processo metabólico muito considerado pelos fisiologistas, que o consideram mesmo a mais importante restrição metabólica à produtividade vegetal.
Todas as RuBisCo apresentam estas duas actividades, mesmo as bactérias anaeróbias que realizam a fotossíntese, mas não libertam oxigénio, nem vivem em meios com O2, têm RuBisCos com a actividade oxigenásica, se bem que não seja realizada porque não entra em contacto com O2 para o fixar.
As RuBisCo são constituídas por oito subunidades grandes [subunidades L com 475 aminoácidos (Large - a vermelho nas figuras)] e oito subunidades pequenas [subunidades S com 123 aminoácidos (Short - a verde nas figuras)].
As duas actividades são realizadas no mesmo centro de reacção que se encontra nas subunidades L, e assim o O2 e o CO2 competem para se ligarem a este centro de reacção, havendo maior taxa de oxigenação ou maior taxa de carboxilação conforme haja mais oxigénio ou mais dióxido de carbono. Em iguais condições, a produtividade vegetal é tanto maior quanto maior for a taxa de carboxilação relativamente à taxa de oxigenação, uma vez que com a carboxilação dá-se inicio ao Ciclo de Calvin para produção dos compostos orgânicos. Normalmente a taxa de carboxilação é três ou quatro vezes superior à taxa de oxigenação.
A RuBisCo tem de ser activada para realizar as suas funções. Esta activação é feita com a ajuda de uma outra enzima, a RuBPCase activase, e ocorre nas subunidades L. Depois de activada, o CO2 e o O2 competem pelo centro de reacção, para serem catalizados. Quando se desencadeia uma das actividades a outra actividade é inibida. Por exemplo, se o CO2 se conseguir ligar ao centro de reacção, dá-se a actividade carboxilásica e a actividade oxigenásica é inibida.
Esta proteína é uma grande alvo da engenharia genética, mas ainda não se conseguiu nenhuma forma prática de estimular a carboxilação e inibir a oxigenação, o que aumentaria a produtividade vegetal, que seria muito importante para a agricultura.