چرخه کالوین: تفاوت میان نسخه‌ها

۱. یک مولکول قندپنج کربنی به نام ریبولوز بیسبی فسفات(RuBP) به یک مولکول کربن دی‌اکسید حل شده در استروما متصل می‌شود. این فرایند که تثبیت CO2 نام دارد به کمک آنزیمی با نام روبیسکو(ریبولوز بیسبی فسفات کربوکسیلاز-اکسیژناز)(RuBisCO)انجام می‌شود. در حضور این آنزیم یک مولکول شش کربنی(دوفسفاته) '''ناپایدار''' ساخته می‌شود. مولکول ناپایدار بلافاصله می‌شکند و دو مولکول سه کربنی یک فسفاته ایجاد می‌شود. این مولکول ۳- فسفوگلیسرات (3PG) یا فسفوگلیسریک اسید (PGA) نامیده می‌شود. این مولکول اولین ترکیب پایدار در چرخه کالوین بوده و اساس نامگذاری گیاهان C3 می باشد.

دقت کنید برخی از آنزیم‎های مرحله مستقل از نور(چرخه کالوین) از جمله روبیسکو، در حضور نور فعال می‎شوند بنابراین چرخه کالوین حتماً در حضور نور انجام می‌شود و نمی‌تواند در تاریکی(شب) انجام بگیرد.بنابراین تقسیم بندی واکنش‎های فتوسنتزی به روشنایی و تاریکی اصلاً صحیح نمی باشد.

۲. هر یک از دو مولکول 3PGA با ادریافت یک گروه فسفات پر انرژی از مولکول ATP (حاصل از ئاکنش‎هایواکنش‎های وابسته به نور)و سپس شکستن باند فسفات و افزایش هیدروژن از+NADPH+H،NADPH، به یک قند سه کربنی یک فسفاته تبدیل می‌شوند. این مولکول گلیسرآلدهید ۳- فسفات (GAL3P) یا فسفوگلیسرالدهید (PGAL) نامیده می‌شود.

در اولین مرحله (۱) چرخه کالوین، Co2 با یک گیرنده ۵ کربنه به نام ریبولوز ۱–۵ بیس فسفات متصل شده و تولید ۲ مولکول ۳-فسفو گلیسرات می‌کند. اما نکته مهم این است که برای تولید و خروج یک قند ۳ کربنه از چرخه لازم است ۳ مولکول Co2 با ۳ مکول ریبولوز ۱–۵ بیسبی فسفات(RuBP) متصل شود که در این صورت ۶ مولکول ۳- فسفوگلیسرات ایجاد می‌شود و این ۶ مولکول در فرایند دیگری به ۶ مولکول گلیسر آلدئید ۳-فسفات تبدیل می‌شوند حال ۱ مولکول گلیسرالدئید۳-فسفات می‌تواند از چرخه خارج شده و ۵ مولکول باقی‌مانده مجدداً چرخه را ادامه داده و مجدداً تبدیل به ۳ مولکول ریبولوز۱–۵ بیسبی فسفات شوند. آنزیم کاتالیزکننده اولین مرحله از این چرخه، ریبولوز ۱–۵ بیس فسفات کربوکسیلاز/اکسیژناز یا روبیسکو نام دارد که در استرومای کلروپلاست واقع است. روبیسکو فراوانترین آنزیم موجود در زمین بوده و ۵۰٪ کل پروتئین کلروپلاست را می‌سازد.

در مرحله بعد آنزیم دیگری به نام ۳-فسفوگلیسرات کیناز که مانند روبیسکو آنزیم استرومایی است با مصرف ATP، ۳-فسفوگلیسرات را تبدیل به ۱–۳ بیسبی فسفوگلیسرات می‌کند. این آنزیم یک گروه فسفریل را از ATP به کربن شماره یک مولکول ۳- فسفوگلیسرات منتقل می‌کند.

سپس در مرحله آنزیمی دیگری ۶ مولکول ۱–۳ بیسبی فسفوگلیسرات تولیدی در مرحله قبل توسط آنزیم گلیسرآلدئید۳-فسفات دهیدروژناز با مصرف ۶ مولکول NADPH تبدیل به ۶ مولکول گلیسرآلدئید ۳- فسفات می‌شوند.

۱. ۵ مولکول از ۶ مولکول گلیسرآلدئید۳-فسفات، دوباره چرخه را ادامه داده و ۳ مولکول ریبولوز ۱–۵بیس۱–۵بی فسفات می‌سازند. (ادامه چرخه کالوین).

۲. یک مولکول گلیسر الدید۳-فسفات توسط تریوز ایزومراز به هیدروکسی استن فسفات تبدیل شده و توسط آنتی پورتر Pi/تریوزفسفات از کلروپلاست خارج شده و در جهت سنتز سوکروزساکروز به مصرف برسد. سوکروزساکروز قند انتقالی گیاهان است و گلوکزوگلوکز و فروکتوز را با اندامها ذخیره مانند دانه‌ها می‌برد.