Ribulose-1,5-bifosfaat-carboxylase-oxygenase; enzym dat kooldioxide uit de lucht of het water bindt aan een suiker en daarmee koolstof in de biologische kringloop brengt; sleutelenzym van de Calvin-cyclus
Rubisco is het cruciale enzym van de Calvin-cyclus waarmee CO$$$_2$$$ gefixeerd wordt. Een andere manier dat te doen is de omgekeerde citroenzuurcyclus, die geen rubisco heeft; deze cyclus, die ook nu nog door een aantal bacteriën gebruikt wordt, speelde mogelijk een rol bij het ontstaan van het leven maar is later grotendeels vervangen door de Calvin-cyclus met rubisco.
De energie voor de kooldioxide-fixatie wordt bij de meeste organismen verkregen uit de lichtreactie van de fotosynthese. Maar chemo-autotrofe micro-organismen, die hun energie verkrijgen door oxidatie van sulfide, tweewaardig ijzer, enz., gebruiken ook een rubisco voor hun CO$$$_2$$$-fixatie.
Er zijn vier hoofdgroepen van rubisco’s: vormen I, II, III en nog een vorm IV van “rubisco-achtige eiwitten”. Fylogenetische analyse van de DNA-sequenties suggereert dat het oorspronkelijke type een vorm III-rubisco is van een methanogene archaeon. Waarschijnlijk was dat proto-rubisco nog niet betrokken bij de CO$$$_2$$$-fixatie maar had een functie bij het metabolisme van ribose t.b.v. RNA. Aan deze activiteit zou dan later de carboxylatiefunctie toegevoegd zijn. Vervolgens zijn nog verschillende hulpeiwitten toegevoegd voordat het moderne enzymcomplex verscheen bij de fotosynthetiserende Eukaryota.
Rubisco kan in plaats van CO$$$_2$$$ ook zuurstof gebruiken in de omgekeerde reactie, de oxygenase-activiteit. Dan wordt 2-fosfoglycolaat geproduceerd, een giftige verbinding die via een speciale route (fotorespiratie) onschadelijk gemaakt moet worden. Veel biochemici hebben zich afgevraagd waarom rubisco zo inefficiënt is, d.w.z. geen scherp onderscheid kan maken tussen CO$$$_2$$$ en O$$$_2$$$, ondanks miljoenen jaren evolutie. Maar het blijkt niet mee te vallen om met biotechnologische middelen een beter rubisco te maken.
