Ciclo de Calvin
Síntese de glicose a partir de CO2
ATP e NADPH + H+ sintetizados na fase clara são
utilizados para reduzir CO2 a glicose
Síntese de carboidratos
ATP e NADPH + H+ produzidos na reação de luz
são substratos essenciais para reduzir CO2
Ligação da reação de luz com o ciclo
de Calvin
As enzimas do ciclo de Calvin são
estimuladas na presença de íons de
magnésio e pH alcalino.
Luz ativa tiorredoxina redutase que
reduz tiorredoxina.
Tiorredoxina reduz e estimula a
atividade enzimática de enzimaschave do ciclo de Calvin.
O ciclo de Calvin:
Fixação de CO2 e síntese de gliceraldeido-3-fosfato
O ciclo de Calvin tem dois estágios:
Estágio 1: A fase de produção:
3 moléculas de Ru5P reagem com três moléculas
de CO2 para produzir 6 moléculas de GAP.
Estágio 2: A fase de recuperação, na qual os átomos
de carbono dos 5 GAPs remanescentes são
catalizados em uma série de reações, similares
às da rota das pentoses-fosfato para formar
novamente as três Ru5Ps com as quais o ciclo
começou.
A fixação de CO2:
A ribulose- bisfosfato-carboxilase
Na falta de CO2 e na presença de O2, a ribulose-bisfatocarboxilase (oxigenase) oxida ribulose 1,5 bisfosfato,
começando a fotorrespiração.
A fixação de CO2:
A ribulose- bisfosfato-carboxilase
Na falta de CO2 e na presença de O2, a ribulose-bisfatocarboxilase (oxigenase) oxida ribulose 1,5 bisfosfato,
começando a fotorrespiração.
A fase recuperativa do ciclo de Calvin
Acontecem as reações:
C3 + C3
C3 + C6
C3 + C4
C3 + C7
C6
C4 + C5
C7
C5 + C5
5 C3
3 C5
Estequiometria de fixação de CO2
Para a síntese de 1 molécula gliceraldeido-3-fosfato, se precisa fixar 3 CO2 com
o gasto de 9 ATP e 6 NADPH + H+
Ribulose-bisfosfato-carboxilase
fosforibuloquinase
transcetolase
transaldolase
triose-fosfato-isomerase
fosfoglicerato quinase
gliceraldeído-3fosfato quinase
O ciclo de Calvin acontece na
stroma, gliceraldeído-3-fosfato não
passa, por isso a conversão para
DHAP e a exportação para citoplasma
A função do transportador de
Pi-triose fosfato
1. transporte do triose fosfato sintetizado para o citosol
gliceraldeído-3-f
gliceraldeído-3-f
A função do transportador de Pi-triose fosfato
1. transporte de ATP e NADPH para a stroma
Regulação de síntese de frutose ao nível de frutose-2,6-bisfosfato
Diidroxiacetona-f e gliceraldeído3-f (ciclo de Calvin) inibem
fosfofruto quinase 2 e a gliconeogenese e a síntese de sucrose
acontecem.
No escuro (não tem fotossíntese
nem ciclo de Calvin) as
concentrações de diidroxiacetona
e gliceraldeído-3-f diminuem;
frutose-2,6-bisfosfato aumenta e a
glicólise acontece.
Frutose-frutoquinase-2
Frutose-2-6-bisfosfato
A redução de pontes dissulfeto de enzimas do ciclo de
Krebs leva a ativação de enzimas de Ciclo do Calvin
Enzimas:
Frutose 1,6-bisfosfatase
Sedueptulose1,7 bisfosfatase
Ribulose-5-fosfato quinase
A fotorrespiração:
Em concentrações baixos de CO2 e altos de O2 o
processo de fotorrespiração supera a fixação
fotossíntetica de CO2.
Proteção do aparelho fotossintetico contra danos oxidativos.
O fosfoglicolato é defosforilado para glicolato e
passa para os peroxissomos onde é oxidado e
transaminado para glicina
2 glicinas formam uma serina que é desaminada
para hidroxipiruvato que está reduzida a
glicerato e é fosforilado no citossol a 3-P-glicerato
e entra no ciclo de Calvin.
ATP dissipado inutilmente.
Resumo (parte II)
As reações de escuro (ciclo de Calvin) utilizam ATP e NADPH produzidos nas
reações de luz para a síntese de carboidratos a partir de CO2.
Na primeira fase do ciclo de Calvin, C02 reage com ribulose-1,5-bisfosfato para
produzir gliceraldeído-3-fosfato. Na fase de recuperação acontecem trocas de
carbonos entre doadores (cetoses) e aceptores (aldoses) em reações de tipo cetolase e
aldolase. O produto final do ciclo é ribulose-1,5-bisfosfato (o aceptor de CO2).
A regulação do ciclo acontece através da ribulose-1,5-bisfosfato-carboxilase pelo pH,
concentração de magnesio, e pelo estado redox da tiorredoxina (troca de grupos de
dissulfeto com a enzima).
Em condiçoes de baixa concentração de CO2 e alta concentração de O2 as plantas
consomem O2 e produzem CO2, usando ATP e NADPH produzidos pelas reaçãoes de
luz.
As plantas tropicais concentram CO2
formando oxaloacetato (plantas C4)
1. Fosfoenolpiruvato +CO2
AMP + PPi
Oxaloacetato + Pi
2. Oxaloacetato +NADPH + H+
Malato + NADP+
3.
Malato + NADP+
ATP + Pi
Piruvato +NADPH + H+ + CO2