Ciclo de Calvin - Instituto de Química§ão de síntese de frutose ao nível de...
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Ciclo de Calvin Síntese de glicose a partir de CO 2 ATP e NADPH + H+ sintetizados na fase clara são utilizados para reduzir CO 2 a glicose
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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 enzimas- chave 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 moléculasde CO2 para produzir 6 moléculas de GAP.
Estágio 2: A fase de recuperação, na qual os átomosde carbono dos 5 GAPs remanescentes são catalizados em uma série de reações, similaresàs da rota das pentoses-fosfato para formar novamente as três Ru5Ps com as quais o ciclocomeçou.
A fixação de CO2 :A ribulose- bisfosfato-carboxilase
Na falta de CO2 e na presença de O2 , a ribulose-bisfato- carboxilase (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-bisfato- carboxilase (oxigenase) oxida ribulose 1,5 bisfosfato, começando a fotorrespiração.
Acontecem as reações:
C3 + C3 C6C3 + C6 C4 + C5C3 + C4 C7C3 + C7 C5 + C5
5 C3 3 C5
A fase recuperativa do ciclo de Calvin
Estequiometria de fixação de CO2Para a síntese de 1 molécula gliceraldeido-3-fosfato, se precisa fixar 3 CO2 com
o gasto de 9 ATP e 6 NADPH + H+
O ciclo de Calvin acontece na stroma, gliceraldeído-3-fosfato nãopassa, por isso a conversão para DHAP e a exportação para citoplasma
Ribulose-bisfosfato-carboxilase
fosfoglicerato quinase
gliceraldeído-3-fosfato quinase
triose-fosfato-isomerase
transcetolasetransaldolase
fosforibulo-quinase
A função do transportador de Pi-triose fosfato
gliceraldeído-3-f gliceraldeído-3-f
1. transporte do triose fosfato sintetizado para o citosol
A função do transportador de Pi-triose fosfato1. transporte de ATP e NADPH para a stroma
Regulação de síntese de frutose ao nível de frutose-2,6-bisfosfato
Diidroxiacetona-f e gliceraldeído- 3-f (ciclo de Calvin) inibem fosfofruto quinase 2 e a gliconeo- genese 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-2-6-bisfosfato
Frutose-frutoquinase-2
A redução de pontes dissulfeto de enzimas do ciclo de Krebs leva a ativação de enzimas de Ciclo do Calvin
Enzimas:Frutose 1,6-bisfosfataseSedueptulose1,7 bisfosfataseRibulose-5-fosfato quinase
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 desaminadapara hidroxipiruvato que está reduzida a glicerato e é fosforilado no citossol a 3-P-glicerato e entra no ciclo de Calvin.
ATP dissipado inutilmente.
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.
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
Oxaloacetato + Pi
2. Oxaloacetato +NADPH + H+
Malato + NADP+
3. Malato + NADP+
Piruvato +NADPH + H+ + CO2
ATP + Pi
AMP + PPi
