
【化】 phosphoribulokinase
【化】 ortho-phosphoric acid; phosphoric acid
【醫】 orthophosphoric acid; phosphoric acid
【化】 ribulose
【化】 kinase
【醫】 kinase
磷酸核酮糖激酶(Ribulose phosphate kinase,EC 2.7.1.19)是光合作用卡爾文循環中的關鍵酶,屬于轉移酶類中的磷酸轉移酶亞類。該酶催化5-磷酸核酮糖(Ribulose 5-phosphate)與ATP反應,生成5-磷酸核酮糖-1-磷酸(Ribulose 1,5-bisphosphate,RuBP),為二氧化碳固定反應提供必需底物。
從分子機制分析,其作用包含兩個步驟:首先通過激酶活性将ATP的γ-磷酸基團轉移至底物的羟基位點,隨後通過異構化反應完成分子構型調整。該酶在植物葉綠體基質中活性最高,其表達受光照強度和碳同化産物濃度雙重調控。
結構生物學研究表明,磷酸核酮糖激酶為同源四聚體,每個亞基含有約400個氨基酸殘基。活性中心包含保守的ATP結合模體(GXGXXG)和底物識别域,鎂離子作為輔助因子參與催化過程。該酶的晶體結構解析為開發新型光合作用增效劑提供了靶點依據。
參考文獻:
磷酸核酮糖激酶(Phosphoribulokinase,簡稱PRK)是一種關鍵酶,主要參與光合作用中的卡爾文循環(Calvin cycle)。以下是其核心功能的解釋:
基本作用
該酶催化核酮糖-5-磷酸(Ru5P)與ATP反應,生成核酮糖-1,5-二磷酸(RuBP),反應式為:
$$
text{Ru5P + ATP → RuBP + ADP}
$$
這一步驟為卡爾文循環中CO₂的固定提供必需底物。
代謝途徑中的角色
RuBP是卡爾文循環中CO₂固定的受體分子,通過羧化反應生成不穩定的六碳化合物,最終轉化為葡萄糖。磷酸核酮糖激酶負責再生RuBP,維持循環的持續運轉。
調控機制
生物分布
主要存在于光合生物中,如植物葉綠體、藍藻及某些光合細菌,是非光合生物中缺失的關鍵酶。
應用與意義
研究該酶有助于理解光合作用效率調控,對農業(如作物增産)和合成生物學(人工設計碳固定途徑)有潛在價值。
若需更深入的分子機制或結構信息,建議查閱生物化學教材或專業數據庫(如UniProt)。
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