9. Széndioxid fixálás

A fotoszintézis fényreakciói során keletkező ATP és NADPH a széndioxid fixálás folyamatában hasznosul. Mivel ezen folyamatok nem függenek közvetlenül a fény jelenlététől, a fotoszintézis sötétreakcióinak is nevezik őket. A sötétreakciók a sztrómában játszódnak le.
A CO2 fixálás alapfolyamata az ún. Calvin ciklus, ami a növények jelentős részében a CO2 megkötés Melvin Calvin és mtsai. által feltárt kizárólagos mechanizmusa. A Calvin ciklus folyamán keletkező elsődleges termékek 3 szénatomot tartalmaznak, ezért a széndioxidot ezen mechanizmus alapján kötő növényeket C3-as növényeknek nevezzük. A Calvin ciklus kulcsenzime a Rubisco (ribulóz-1,5-biszfoszfát-karboxiláz-oxigenáz), ami a tilakoid membrán sztróma felöli oldalához tapad (azaz nincs a membránba ágyazódva). A ciklus első lépésében a ribulóz 1,5-biszfoszfát (RuBP) CO2-t köt meg, majd egy 6 szénatomos átmeneti termék képződése után 2 molekula glicerinsav-3-foszfátra (3PG) esik szét. Ezek egy-egy ATP felhasználásával glicerinsav-1,3-biszfoszfáttá alakulnak. Ezt a folyamatot a 3-foszfoglicerát kináz enzim katalizálja. A folyamat következő lépésében glicerinaldehid-3-foszfát (G3P) keletkezik, NADPH felhasználásával. Így a megkötött széndioxid szénhidrát szintig redukálódott. A folyamat során 6 CO2 molekula megkötésének eredményeként 12 molekula glicerinaldehid-3-foszfát keletkezik. Közülük kettő továbbalakul glukózzá, aminek átmeneti terméke a fruktóz-1,6-biszfoszfát. A többi, ATP felhasználásával a Rubisco regenerálására fordítódik.

image001

9.1. ábra. A Calvin ciklus összefoglaló sémája

A fejezet letöltése PDF formátumban