Pha tối trong quang hợp (chu trình Calvin)

Sự kết hợp CO2 vào một chất nhận hữu cơ (sự đồng hoá CO2) là một trong những quá trình sinh học quan trọng nhất. Nhờ quá trình này mà cacbon vô cơ được đưa vào thế giới sống.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Pha tối trong quang hợp (chu trình Calvin)Pha tối trong quang hợp (chu trình Calvin)Sự kết hợp CO2 vào một chất nhận hữu cơ (sự đồnghoá CO2)là một trong những quá trình sinh học quan trọngnhất. Nhờ quátrình này mà cacbon vô cơ được đưa vào thế giớisống. Phản ứngđược xúc tác bởi enzyme ribulosediphosphate-carboxylase (RuDPcarboxylase),enzyme này có nhiều trong lá xanh và nó chiếmkhoảng 30-50% protein hoà tan trong lá. Enzymegồm 8 tiểu đơn vịlớn và 8 tiểu đơn vị nhỏ, trong đó chỉ có các tiểu đơnvị lớn có hoạttính xúc tác, các tiểu đơn vị nhỏ có chức năng điềukhiển. Thú vịhơn là thông tin di truyền của các tiểu đơn vị lớn địnhvị ở trên DNAcủa lạp thể (DNA là chất mang gen).Để xúc tác enzyme cần những điều kiện hoàn toànxác định, đólà giá trị pH (pH 8,3-8,6) và nồng độ Mg2+ tương đốicao. Cả hai đềubị tác động bởi sự vận chuyển e- qua màng thylacoid.Vì vậy enzymechỉ hoạt động trong điều kiện chiếu sáng. Phản ứngnày giải phóngnhiệt ( G01 = -40 x 103J) và tương ứng với phươngtrình sau:77Người ta cho rằng carboxyl hoá ribulosediphosphate(RuDP) dẫnđến tạo thành một hợp chất trung gian có 6 nguyên tửC với enzyme,sau đó được tách ra thành hai phân tửphosphoglyceric acid. Như sơđồ trên CO2 được tiếp nhận có mặt trongphosphoglyceric acid “phíatrên” và O từ phân tử H2O được tiếp nhận thì ở trongphosphoglyceric acid “phía dưới”.Một thời gian dài người ta đánh giá thấp hoạt độngcủa enzymenày vì khi phân lập enzyme thường mất hoạt tính.Khó khăn nữa làCO2 không những là cơ chất mà còn ảnh hưởng trựctiếp đến xúctác. Ngày nay người ta biết hoạt tính của enzymeđược đặc trưng bởihệ số Km (CO2) từ 10-20 m là đủ để sự đồng hoáCO2 xảy ra trongtự nhiên.Sản phẩm carboxyl hoá, phosphoglyceric acid đượckhử để tạothành aldehydphosphoglyceric. Quá trình này thunăng lượng, cầnATP và NADPH. Cả hai coenzyme tồn tại ở stromacủa lục lạp nhờphản ứng sáng. Khi không có ánh sáng, nồng độ ATPvà NADPHthấp thì phản ứng xảy ra ngược lại, nghĩa làaldehydphosphoglycericbị oxy hoá thành phosphoglyceric acid. Phản ứng khửphosphoglyceric acid tạo ra sản phẩm trung gian là1,3điphosphoglyceric acid. Ở quá trình này bên cạnhATP và NADPHcòn có một SH-enzyme-photphoglycerate-dehydrogenase tham gia,được biểu diễn ở sơ đồ sau: