A Rubisco enzim, a ribulóz-1,5-biszfoszfát-karboxiláz/oxigenáz rövidítése, az az enzim, amely a fotoszintézis során CO2-t épít be a növényekbe. Mivel a növényi levélben található összes fehérje mintegy 30%-át teszi ki, a Rubisco valószínűleg a Föld legnagyobb mennyiségben előforduló fehérjéje, és a növényi nitrogén egyik fő elnyelője. A Rubisco széles körben elfogadott, mint a fotoszintetikus szénmegkötés végső, sebességkorlátozó lépése. A légköri oxigén a Rubisco szubsztrátjaként a CO2-vel versenyez, így jön létre a fotorespiráció. Amikor először tisztították, úgy tűnt, hogy az enzimnek gyenge affinitása van a CO2-hez, 450 μM (1), míg a vízzel egyensúlyban lévő levegő 25°C-on körülbelül 10 μM. Később Lorimer és munkatársai (2) kimutatták, hogy a Rubisco aktív helyének először egy, a szubsztrát CO2-től elkülönülő aktivátor CO2 által karbamilálódnia kell, és a szubsztrát, a ribulóz-1,5-biszfoszfát (RuBP) öt szénatomos szubsztrátjának megkötése előtt Mg2+-t kell megkötnie. A RuBP hozzáadásakor a mért Km(CO2) valóban megközelítette a vízben oldott CO2 koncentrációját; a reakció sebessége azonban csak 5 percig tartott, majd gyorsan csökkent. Kimutatták, hogy ezt a csökkenést a RuBP szoros kötődése okozta a Rubisco-hoz, amely elvesztette az aktivátor CO2-t (1. ábra). A Rubisco és a RuBP szétkapcsolásához szükséges hiányzó összetevőt az ép növényben egy külön fehérjével, az úgynevezett Rubisco-aktivázzal találták meg (3). Ez az enzim a Rubisco-ra hat, és lehetővé teszi a megkötött RuBP felszabadulását, hogy a hely meg tudja kötni az aktivátor CO2-t és az Mg2+-t. Maga a Rubisco-aktiváz ATP-t igényel, és aktivitása a kloroplasztisz energiatöltéséhez kapcsolódik (4). Így a levélben aktív Rubisco aránya (aktivációs állapot) attól függően változhat, hogy a Rubisco-aktiváz mennyire hatékonyan távolítja el a kötött RuBP-t. A Rubisco szabályozása finomhangolja a CO2-fixálás sebességét a fotoszintetikus elektrontranszport sebességéhez, biztosítva, hogy a kloroplasztisz metabolitjai mindig optimálisak legyenek a fotoszintézishez (5).