¿Qué le sucede a la enzima en sí misma durante la fotorrespiración? No mucho, per se.
RuBisCo es una enzima antigua, desarrollada hace más de dos mil millones de años cuando el medio ambiente era muy diferente al de hoy: esencialmente no había oxígeno en la atmósfera o se disolvió en el agua, y había una gran cantidad de dióxido de carbono en ambos.
La función de RuBisCo era carboxilar-es decir, fijar [matemáticas] \ text {CO} _2 [/ math], a un pequeño conjunto de sustratos, en particular a Ribulose-1,5-bisphosphate (aka RuBP), de ahí el nombre de la enzima viene de. Lo que “la evolución no pudo notar en ese momento” fue que la enzima no era muy selectiva para [math] \ text {CO} _2 [/ math]: podría tomar [math] \ text {O} _2 [/ math ] en su lugar, y todavía intente fijarlo a RuBP, produciendo algo que la célula realmente no necesita. Con poco o ningún oxígeno presente, esta “falla” era irrelevante y no fue seleccionada en contra: había más que suficiente [matemáticas] \ text {CO} _2 [/ math] y las células prosperaron con la nueva fuente de carbono para usar y se convierten en más moléculas orgánicas.
Pero eso comenzó a cambiar con el tiempo, ya que la fotosíntesis fue “inventada” (la ascendencia de RuBisCo es bastante más antigua que las reacciones dependientes de la luz productoras de oxígeno) y comenzó a liberar cantidades copiosas de oxígeno venenoso en el medio ambiente. Eso eventualmente llevó al Gran Evento de Oxigenación que aniquiló una cantidad significativa de formas de vida anaeróbicas (todas unicelulares) que existían en ese momento, y allanó el camino a eucariotas y la vida eucariótica multicelular que conocemos. Todos prosperan y dependen del oxígeno para su existencia continua.
Pero la aparición de grandes cantidades de oxígeno descubrió un defecto en la actividad enzimática de RuBisCo: su centro de reacción no era lo suficientemente selectivo como para rechazar el oxígeno como un potencial reactante, y debido a su mayor concentración ahora comenzó a desplazar el (decreciente) [matemáticas] \ text {CO} _2 [/ math] y por lo tanto reduce la efectividad de RuBisCo para catalizar la carboxilación deseada: la enzima también era un oxigenador, aunque lo hizo lentamente. Y debido a que la reacción de oxigenación tardó más que la carboxilación deseada, “obstruyó” la “línea de ensamblaje” y se fabricó menos del producto deseado. (Además, RuBisCo es una enzima notoriamente lenta: puede realizar 3-10 carboxilaciones por segundo y una fracción de eso como un oxigenador).
TL; DR
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RuBisCo se vuelve menos eficaz como carboxilante en presencia de oxígeno. No debido a algún cambio o efecto de oxígeno en la enzima, sino porque el oxígeno abundante desplaza al menos [math] \ text {CO} _2 [/ math], y la reacción de oxigenación es más lenta que la reacción de carboxilación debido a la la enzima no está “optimizada” para ello.
