루비스코(Rubisco)는 리불로스 1, 5-이인산 카르복실화 효소(ribulose bisphosphate carboxylase/oxygenase)의 약칭입니다. 이는 광합성 과정에서 핵심적인 역할을 하는 효소로, 다음과 같은 특징을 가집니다.
- $\text{CO}_2$ 고정 역할: C-3 식물군에서 공기 중의 $\text{CO}_2$를 5탄당인 리불로스 1, 5-이인산(RuBP)에 고정하여 탄수화물 합성을 시작합니다. 이 과정은 광합성의 암반응(캘빈 회로)의 첫 단계입니다.
- 지구상에서 가장 흔한 단백질: 녹색 식물의 잎에 들어 있는 총 단백질의 약 1/8에서 1/4을 차지할 정도로 매우 풍부합니다.
- 광호흡과의 관련성: 루비스코 효소는 $\text{CO}_2$뿐만 아니라 $\text{O}_2$도 기질로 이용할 수 있습니다. $\text{O}_2$ 농도가 높을 경우 $\text{CO}_2$ 대신 $\text{O}_2$와 결합하여 광호흡을 유발하기도 합니다. $\text{CO}_2$에 대한 친화력이 $\text{O}_2$보다 강하지만, 대기 중 $\text{O}_2$의 높은 농도 때문에 광호흡이 발생할 수 있습니다.
- 환경 요인의 영향: 고온 스트레스 시 기능이 위축될 수 있으며, 대기 중 $\text{CO}_2$ 농도가 증가하면 광호흡보다 광합성을 더 증가시키는 경향이 있습니다.
요약하자면, 루비스코는 식물이 광합성을 통해 대기 중의 $\text{CO}_2$를 유기물로 전환하는 데 필수적인 효소이자 지구상에서 가장 풍부한 단백질 중 하나입니다.