Sự chuyển hóa carbon

Chương 9
Sự chuyển hóa carbon
Tổ 3
Sự chuyển hóa carbon
Chu trình Calvin
Rubisco
Quang hô hấp
Chu trình C4
Chu trình CAM
Tảo và vi khuẩn lam
Sucrose và sự tổng hợp tinh bột
Chu trình Calvin là con đường quang hợp chính để cố định carbon
Chu trình Calvin – Benson – Bassham (CBB)
Chu trình Khử Pentose Phosphate (RPP)
2 kỹ thuật giải mã các phản ứng sinh hóa:
Sắc ký
Đánh dấu đồng vị phóng xạ
Thí nghiệm của Calvin:
Kẹo que
Bộ máy Lollipop
Tảo huyền phù được đặt vào "lollipop", được cung cấp 14CO2, và chiếu sáng. Phản ứng tối bị dừng lại bởi việc rút dịch trong lollipop vào đĩa cồn nóng
Ảnh phóng xạ
Tảo lục Scenedesmus được cung cấp 14CO2
Sau 10 giây, hầu hết hoạt động phóng xạ được tìm thấy trong 3-phosphoglyceric acid ("P-Glyceric").
Sau 2 phút, đường 6-carbon đã được phosphoryl hóa (glucose and fructose), và các amino acid được tổng hợp
Thí nghiệm chứng minh:
Chất được tổng hợp đầu tiên là PGA
Tiền chất tổng hợp là RuBP
Ba giai đoạn của chu trình Calvin là carboxyl hóa, sự khử, và sự phục hồi RuBP
Ribulose 1, 5 bisphosphate
Triose Phosphate
3-phosphoglycerate
Carboxylation
Regeneration
Reduction
CO2
NADPH
NADP+
ADP + Pi
ATP
ATP
ADP
Chu trình Calvin
Rubisco là enzyme của quá trình carboxyl hóa
Ribulose biphosphate carboxylase/ oxygenase
RuBisCO
Cấu trúc Rubisco:
mô hình phức hệ hoạt động L8S8
Các bước carboxyl hóa ở rubisco
Carbamyl
Chi tiết về các phản ứng khác của chu trình Calvin:
Giai đoạn khử của chu trình Calvin
Phosphoryl hóa
Sự khử
Sự đồng phân hóa
Phosphoglycerate kinase
NADP-glyceraldehydes phosphate dehydrogenase
triose phosphate isomerase
Giai đoạn tái tạo RuBP
một loạt các phản ứng phức tạp  tạo chất 5 carbon
Bước cuối cùng là phosphoryl hóa Ru5P thành RuBP
xúc tác: phosphoribulokin-ase
Chu trình Calvin được điều chỉnh bởi sự khử đisulfua của các enzym chủ chốt và sự hoạt động của ion
Một số của các enzym được kích hoạt bằng cách giảm liên kết disulfua giữa các cysteine để tạo sulfhydryl của cysteine
Trung gian bởi thioredoxin
Ferredoxinox
Ferredoxinred
Thioredoxinred
Thioredoxinox
S
S
S
S
Target
enzymeox
SH
HS
SH
HS
Target
enzymered
Photosystem 1
Ferredoxin- thioredoxin reductase (FTR)
Light
Quang hô hấp là một quá trình lãng phí cạnh tranh với sự carboxyl hóa
2x RuBP  phản ứng oxy hóa 
 2x 2-phosphoglycolate + 2x PGA mất 1x CO2
Chu trình C4 hạn chế quang hô hấp
Đồng hóa CO2 ở cây mọng nước – Chu trình CAM
Tảo và vi khuẩn lam tập trung chủ động CO2
Sucrose và sự tổng hợp tinh bột