Оглавление
- 1 Цикл Кальвина
- 1.1 Цикл Кальвина и его роль в фотосинтезе
- 1.2 Этапы цикла Кальвина
- 1.3 Связь с другими метаболическими путями
- 1.4 Продукты цикла Кальвина
- 1.5 Регуляция и специфичность
- 1.6 Регенерация и использование G3P
- 1.7 Создание глюкозы
- 1.8 Светозависимое регулирование
- 1.9 Процесс активации RuBisCO
- 1.10 Полный текст статьи:
- 2 Цикл Кальвина
Цикл Кальвина
-
Цикл Кальвина и его роль в фотосинтезе
- Цикл Кальвина — это серия химических реакций, превращающих углекислый газ и соединения-переносчики водорода в глюкозу.
- Цикл присутствует у всех фотосинтезирующих эукариот и многих фотосинтезирующих бактерий.
- Реакции происходят в строме хлоропласта за пределами тилакоидных мембран.
-
Этапы цикла Кальвина
- Цикл включает карбоксилирование, реакции восстановления и регенерацию рибулозо-1,5-бисфосфата (RuBP).
- Карбоксилирование происходит с использованием NADPH, образующегося в светозависимых реакциях.
- Реакции восстановления включают восстановление 3-фосфоглицерата до глицеральдегид-3-фосфата (G3P).
- Регенерация RuBP происходит с использованием G3P и АТФ.
-
Связь с другими метаболическими путями
- Цикл Кальвина тесно связан с тилакоидной цепью переноса электронов и фотодыханием.
- Фотодыхание — это альтернативная реакция фермента Рубиско, приводящая к образованию другой молекулы глицеральдегида-3-Р.
-
Продукты цикла Кальвина
- Непосредственными продуктами цикла являются 2 молекулы G3P, 3 ADP и 2 NADP+.
- G3P используется для дальнейшего превращения в гексозы.
-
Регуляция и специфичность
- Цикл активируется на свету и в результате светозависимых реакций.
- RuBisCO проявляет повышенную специфичность к CO2, чтобы минимизировать реакцию насыщения кислородом.
-
Регенерация и использование G3P
- G3P состоит из 3 атомов углерода
- Для продолжения цикла Кальвина необходимо регенерировать RuBP
- 5 из 6 атомов углерода из 2 молекул G3P используются для регенерации RuBP
- За каждый ход получается только 1 чистый углерод
-
Создание глюкозы
- Для создания 1 избытка G3P требуется 3 атома углерода и 3 оборота цикла Кальвина
- Для получения одной молекулы глюкозы требуется 6 оборотов цикла Кальвина
- Избыток G3P может быть использован для образования крахмала, сахарозы и целлюлозы
-
Светозависимое регулирование
- Реакции не проявляются в темноте или ночью
- Существует светозависимая регуляция ферментов цикла
- Система тиоредоксин/ферредоксин активирует ферменты цикла
- Фермент RuBisCO имеет свой собственный процесс активации
-
Процесс активации RuBisCO
- Для активации фермента требуется карбамилирование лизина
- Активаза РуБисКо помогает процессу карбамилирования
- Фермент РуБисКо не функционирует без иона магния
- Ион магния высвобождается при падении внутреннего рН
- Активаза РуБисКо активируется при повышении концентрации АТФ