Plant & zo
Plantenwetenschap en meer
Langzaam verbeteren
Rubisco, het enzym dat het vaakst voortkomt op onze planeet, is niet echt het efficiëntst. Sterker nog het is een goed genoeg enzym. Nu laten onderzoekers uit Engeland zien dat rubisco een van de langzaamste evoluerende eiwitten is, die met elke stap een stukje beter doet.
Rubisco, het enzym dat CO2 omzet in suikers, is ontstaan in een hele andere wereld. Eentje waar er heel veel CO2 en heel weinig O2 in de atmosfeer aanwezig was. Nu is dat omgedraaid, wat rubisco ook een stukje minder efficiënt maakt. Het ziet O2 nog al eens aan voor CO2. Maar daarmee reist wel de vraag: waarom is dit o zo belangrijke enzym niet door geëvalueerd?
Om dit te onderzoeken bestudeerde de onderzoekers de gen sequentie van rubisco genen van 488 soorten. Rubisco is opgebouwd uit 4 grote en 4 kleine delen. Waarbij het grote deel de reactie uitvoert en het kleine onderdeel alles op z’n plaats houdt. De onderzoekers ontdekte dat er tussen de genen voor het grote onderdeel veel minder verschillen waren dan tussen de genen voor het kleine onderdeel.
Rubisco behoord tot de 1,9% langzaamste evoluerende eiwitten
Toen ze de snelheid van het verzamelen van deze verschillen in het grote onderdeel van rubisco vergeleken met dat van andere genen ontdekte de onderzoekers dat rubisco tot de 1.9% langzaamste evoluerende eiwitten op aarde behoorde. Rubisco evolueert dus wel degelijk. Alleen het doet dit ontzettend langzaam.
Vervolgens bestudeerde de onderzoekers het effect van dit evolueren. Hieruit konden de onderzoekers opmaken dat elke blijvende verandering in het grote onderdeel van rubisco een positieve bijdragen heeft op de efficiëntie van het enzym.
De onderzoekers denken dat de reden voor de langzame evolutie te maken heeft met onder andere twee dingen. 1) behoud van z’n functie, en 2) de noodzakelijke interactie met andere eiwitten. Met ander woorden, mocht een verandering in het enzym een negatief effect hierop hebben, dat gaat het direct ten koste van de vitaliteit van het organisme. Met als gevolg extreem langzame evolutie.
Literatuur
Jacques W. Bouvier, David M. Emms, and Steven Kelly (2024) Rubisco is evolving for improved catalytic efficiency and CO2 assimilation in plants. PNAS, 121 (11) e2321050121, https://doi.org/10.1073/pnas.2321050121
M’n nieuwste blog meteen in je inbox?
Wil je mijn blog ondersteunen met een donatie?
Plant en Zo 