การตรึงคาร์บอนไดออกไซด์

ปฏิกิริยาการตรึงคาร์บอนไดออกไซด์

วัฐจักจักรคัลวิล (calvin cycle)

 1. Carboxylation คาร์บอนอนินทรีย์ในรูปของคาร์บอนไดออกไซด์ซึ่งละลายอยู่ในสโตรมาของคลอโรพลาสต์ จะถูกน้ามารวมกับ Ribulose-1,5-bisphosphate (RuBP) ซึ่งเป็นสารอินทรีย์ที่ประกอบด้วยคาร์บอน 5 อะตอม โดยมีเอนไซม์ในสโตรมา คือ ribulose-1,5-bisphosphate caboxylase oxygenase (ไรบูโลส-1,5- บิสฟอสเฟต หรือ rubisco (รูบิสโก) เป็นตัวเร่งปฏิกิริยา เมื่อคาร์บอนไดออกไซด์ 1 โมเลกุลซึ่งมีคาร์บอน 1 อะตอมเป็นองค์ประกอบ เข้าทาปฏิกิริยากับ RuBP 1 โมเลกุล ซึ่งประกอบด้วยคาร์บอน 5 อะตอม จะได้สารอินทรีย์ที่มีคาร์บอน 6 อะตอมที่ไม่เสถียร จึงแตกตัวเป็นสารอินทรีย์ที่มีคาร์บอน 3 อะตอม จานวน 2 โมเลกุล คือ ฟอสโฟกลีเซอเรต (phosphoglycerate) หรือเรียกโดยย่อว่า PGA  

 carboxylation เป็นขั้นตอนการตรึงคาร์บอนไดออกไซด์เข้ากับ RuBP โดยมี rubisco เป็นตัวเร่งปฏิกิริยา และได้ phosphoglycerate (PGA) 2 โมเลกุลเป็นผลิตภัณฑ์ 

2. Reduction ขั้นตอนนี้เป็นการเกิดปฏิกิริยา reduction ของ PGA เพื่อสร้างเป็นน้าตาลในรูปของฟอสโฟกลีเซอรัลดีไฮด์ (phosphoglyceraldehyde) หรือ กลีเซอรัลดีไฮด์-3-ฟอสเฟต (glyceraldehydes-3-phosphate) หรือเรียกโดยย่อว่า PGAL หรือ G-3-P ตามลาดับ ในขั้นตอนแรก PGA จะเข้าทาปฏิกิริยากับ ATP ซึ่งได้จากปฏิกิริยาแสง ทำได้รับพลังงานจากพันธะฟอสเฟตของ ATP ได้เป็น 1,3-บิสฟอสโฟกลีเซอเรต (1,3-bisphosphoglycerate) เมื่อ ATP ให้พันธะฟอสเฟตแก่ PGA ทาให้เกิด ADP ซึ่งจะถูกส่งกลับเข้าไปรับฟอสเฟตใหม่จากปฏิกิริยาแสง
จากนั้น 1,3-bisphosphoglycerate จะรับอิเล็กตรอนจาก NADPH เกิดปฏิกิริยา reduction ได้เป็น PGAL ซึ่งเป็นน้าตาลที่เกิดขึ้นใหม่จากกระบวนการสังเคราะห์ด้วยแสง PGAL ประกอบด้วยคาร์บอน 3 อะตอม จึงเรียก PGAL ว่าเป็นน้าตาล C3
เมื่อเริ่มต้นด้วยคาร์บอนไดออกไซด์ 1 โมเลกุลและ RuBP 1 โมเลกุล จะได้ PGA 2 โมเลกุลเข้าสู่ขั้นตอน reduction ดังนั้นเมื่อสิ้นสุดปฏิกิริยา reduction จะได้ PGAL 2 โมเลกุล 

 Reduction เป็นกระบวนการเปลี่ยน PGA เป็นน้าตาล phosphoglyceraldehyde (PGAL)


ที่มา : https://sites.google.com