Enzym Rubisco, zkratka pro ribulóza-1,5-bisfosfátkarboxylázu/oxygenázu, je enzym, který během fotosyntézy zabudovává CO2 do rostlin. Protože tvoří asi 30 % všech bílkovin v listu rostliny, je Rubisco pravděpodobně nejrozšířenější bílkovinou na Zemi a hlavním zásobníkem dusíku pro rostliny. Rubisco je všeobecně považováno za konečný krok omezující rychlost fotosyntetické fixace uhlíku. Atmosférický kyslík soutěží s CO2 jako substrát pro Rubisco, čímž vzniká fotorespirace. Při první purifikaci se zdálo, že enzym má slabou afinitu k CO2 450 μM (1), zatímco vzduch v rovnováze s vodou, 25 °C, má asi 10 μM. Později Lorimer a spol. (2) ukázali, že aktivní místo Rubisco musí být nejprve karbamylováno aktivátorem CO2, odděleným od substrátu CO2, a musí vázat Mg2+ před navázáním pětiuhlíkatého substrátu, ribulosa-1,5-bisfosfátu (RuBP). Po přidání RuBP se naměřená Km(CO2) skutečně přiblížila koncentraci rozpuštěného CO2 ve vodě; rychlost reakce se však udržela pouze 5 minut a poté rychle klesala. Ukázalo se, že tento pokles je způsoben těsnou vazbou RuBP na Rubisco, které ztratilo aktivátor CO2 (obr. 1). Chybějící složka potřebná k rozpojení Rubisco a RuBP byla nalezena v neporušené rostlině u samostatného proteinu, který se nazývá Rubisco aktiváza (3). Tento enzym působí na Rubisco a umožňuje uvolnění navázaného RuBP, aby místo mohlo vázat aktivátor CO2 a Mg2+. Samotná Rubisco aktiváza vyžaduje ATP a její aktivita souvisí s energetickým nábojem chloroplastu (4). Podíl Rubisco, který je v listu aktivní (stav aktivace), se tedy může měnit v závislosti na účinnosti Rubisco aktivázy při odstraňování vázaného RuBP. Regulace Rubisco jemně přizpůsobuje rychlost fixace CO2 rychlosti fotosyntetického transportu elektronů, čímž zajišťuje, že metabolity chloroplastu jsou vždy optimální pro fotosyntézu (5).