20.3
カルビン・ベンソンサイクルは光合成の第2段階であり、植物は光反応の最終生成物であるATPとNADPHを使用して糖を形成します。
この一連の反応は、3つの段階に細分されます。
炭素固定段階では、リブロース-1,5-ビスリン酸カルボキシラーゼ/オキシゲナーゼまたはRuBisCoが、炭素5-糖、リブロース1,5-ビスホスフェートまたはRuBPへのCO2の付加を触媒し、無機CO2を有機分子に固定します。
この反応により、不安定な6炭素中間体が生成され、さらに3-ホスホグリセリン酸または3-PGAと呼ばれる2つの小さな3炭素分子に切断されます。
還元段階では、3-ホスホグリセリン酸キナーゼが3-PGAのカルボキシル基にリン酸を付加し、1,3-ビスホスホグリセリン酸を生成します。
次に、グリセルアルデヒド3-リン酸デヒドロゲナーゼは、NADPHから1,3-ビスホスホグリセリン酸に電子を移動させ、2分子のグリセルアルデヒド-3-リン酸またはG3Pを生成します。
一方のG3Pはカルビン・ベンソン回路を離れて必須の植物代謝物を形成し、もう一方のG3PはATPとともに複雑な一連の反応を経てRuBPを再生します。
全体として、固定段階で6つのCO2分子、還元段階で12のATPと12のNADPH、再生段階で6つのATPが必要で、1つの6炭素糖が生成されます。
リブロース 1,5- 二リン酸カルボキシラーゼ/オキシゲナーゼ (RuBisCo) は、光合成中の二酸化炭素同化を触媒する重要な酵素です。 しかし、それは触媒速度が非常に遅い非効率的な酵素です。 典型的な酵素は 1 秒あたり約 1,000 個の分子を処理できます。 ただし、RuBisCo は 1 秒…
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