リブロース1,5-ビスリン酸カルボキシラーゼ/オキシゲナーゼ
RubisCOを有している生物として陸上高等植物、藻類、渦鞭毛藻類など真核生物のほか、シアノバクテリア、嫌気性光合成細菌、化学合成独立栄養細菌といった多くの原核生物(細菌、古細菌)があげられる。RubisCOは一般的にForm IおよびForm IIに分類されるが、古細菌から見つかっているRubisCOはどちらのFormにも属さない第3のRubisCOを有する事が分かっている。また、最近RubisCOに必要なアミノ残基を欠くRubisCO-like proteinが細菌および古細菌の両方から見つかっている。
ホウレンソウRubisCOの空間充填モデル。Form I RubisCOは大サブユニットと小サブユニットからなるヘテロダイマーの8量体で構成される。
光合成細菌 Rhodospirillum rubrum RubisCOのリボンモデル。Form II RubisCOはForm I RubisCOの大サブユニットに類似したサブユニットのホモ二量体から構成される。
好熱性古細菌 Thermococcus kodakaraensis RubisCOのリボンモデル。Form III RubisCOはホモ10量体から構成される。
光合成細菌 Chlorobium tepidum RubisCO様タンパク質のリボンモデル。Form IVはRubisCOに必要ないくつかのアミノ酸を欠いている。
一方、タバコのRubisCOは比活性は低いが、ミカエリス-メンテン定数が低いため、低CO2濃度に適応している。この結果、現状で最も1.の条件を満たしているRubisCOはタバコとなりその値は kcat/Km = 3.2 × 10 である。タバコRubisCOのミカエリス-メンテン定数 (Km = 10.7 μM) を参考にした場合、逆算されうるPerfect RubisCOの比活性は1070 sとなり、既存のRubisCOの100倍以上である。
2006年にシアノバクテリア Synechococcus PCC7492のRubisCO遺伝子の大量のランダム変異体を獲得し、大腸菌内でRubisCOが機能する場合にのみペントースリン酸経路の一部を用いたカルビン-ベンソン回路によって発現宿主が生育可能になる系にて優れたRubisCOの選抜を行なった報告がある。本系では、RubisCO遺伝子の変異のみで発現量が野生型の約15倍あるいは比活性が5倍になるRubisCO変異体が得られている。このような、発現量の増大や比活性の向上が見られる理由は構造生物学的に明らかになっていないが、RubisCO自身の安定性に寄与している変異が導入されている事が一因と考えられている。本系を上手く応用することにより、今後さらに優れたRubisCO変異体が得られるのではないかと期待されている。