RuBisCO 催化效率改造 · 换掉光合作用最慢的酶

RuBisCO 催化效率改造 · 换掉光合作用最慢的酶潜能 T6

地球上最丰富的蛋白质,也是最笨拙的催化剂

暗星编号DS-0553

轴E · 能量与能力前沿

领域agriculture-food

状态初步评估

这是什么 · 为什么难

RuBisCO 是光合作用碳固定的核心酶,但催化速率慢、还会错误地与氧气反应(光呼吸),被认为是限制作物产量的头号瓶颈之一。攻克意味着用更高效的天然变体(如藻类、C4植物版本)或从头设计的人工酶替换现有RuBisCO,理论上可直接提升主粮光合效率与产量上限。

卡在哪 · 机制级卡点

RuBisCO 结构复杂、需要伴侣蛋白协助折叠组装,换一个更快的版本往往牺牲特异性(更容易和氧反应),速度与准确性的权衡至今没有被打破;把外源RuBisCO成功表达进作物叶绿体并维持稳定组装也极其困难。

谁在攻

RIPE project(伊利诺伊大学 Carl R. Woese 基因组生物学研究所,盖茨农业创新资助),马克斯·普朗克分子植物生理学研究所(MPI-MP)RuBisCO工程组,康奈尔大学植物科学系相关实验室

怎么参与

学植物分子生物学/生物化学,关注RIPE project公开的研究目标(ripe.illinois.edu),或从蛋白质工程/定向进化方向切入——这是少数用AlphaFold类工具直接能加速的经典难题

来源 · 可查证