Le CO2 issu de l'atmosphère réagit avec un composé à 5 carbones, le ribulose 1,5-bisphosphate, pour donner deux molécules d'un composé à 3 carbones, le 3-phosphoglycérate (3PGA). Le CO2 est la molécule qui entre dans le cycle, la Glycéraldéhyde-3 phosphate la molécule qui sort. Les autres intermédiaires doivent être réformés (le ribulose 1,5 bisphosphate est la molécule qui est carboxylée).
Le cycle métabolique de fixation du carbone est composé par trois phases:
-Carboxylation
-Reduction
-Regeneration
Phase 1, réaction de carboxylation: la Rubisco
RuBP + CO2 2 x 3-phosphoglycérate
Lenzyme qui catalyse cette réaction est appelé RUBISCO (RU = Ribulose, BIS = Bisphosphate, C = Carboxylase, O = Oxygénase)
Phase 2: réduction du carbone et sortie du cycle
La phase de réduction utilise lénergie chimique produit pendant la phase lumineuse (ATP et NADPH) pour réduire le 3PGA en Glycéraldéhyde-3P, un utilisant le mêmes réactions de la gluconéogenèse (sauf que le NADPH est le au lieu du NADH est utilisé).
Une molécule de GAP sort du cycle et est utilisé pour la synthèse de sucre (hexose, disaccharides, amidon stocké dans le chloroplaste), 5 molécules de GAP restent le cycle pour réformer le 3 molécules de RuBP.
Phase 3: régénération du ribulose 1,5 bisphosphate
Une série de réactions permet de réarranger le squelette de carbone des GAP pour obtenir 3 molécules de RuBP.
Noter que beaucoup denzymes ont été déjà vus dans glycolyse et la voie des pentoses phosphates.
La Rubisco peut utiliser lO2 au lieu du CO2 (activité oxygénase, avec une spécificité 100 fois plus petite que lactivité Carboxylase), car le site actif ne peut pas discriminer complètement loxygène. Cette réaction porte à la formation du phosphoglicolate (C2), qui ne peut pas être utilisé dans le cycle de Calvin.
La photo-respiration utilise de lATP, NADPH et porte à la perte dun carbone réduit sous forme de CO2 (donc augmente le besoin dénergie pour la fixation du carbone) .
La série de réactions qui sert pour récupérer les atomes de carbone du phosphoglicolate se déroule dans le chloroplaste, le peroxysome et la mitochondrie.
des plantes à la photorespiration
Enfin, pour des plantes au métabolisme C4 ou C3 comme le canna, c'est différent pour les plantes au métabolisme CAM
Le nom (C3 ou C4) dérive du premier composé à lequel est lié le CO2 (à 3 ou 4 atomes de carbone). Le CO2 (sous forme de HCO3-) se combine à un composé à 3C (phosphoénolpyruvate) pour former un composé à 4C (oxaloacétate). La réaction est catalysée par la PEP carboxylase. Le composé à 4C (oxaloacétate malate) migre dans les cellules de la gaine fasciculaire. Le composé à 4C est converti en un composé à 3C (pyruvate) et en CO2 qui entre dans le cycle de Calvin. Le PEP carboxylase ne peut pas se lier à l'oxygène comme la RuBP carboxylase.
La solubilité des gaz dans leau baisse avec laugmentation de la température et celle de la CO2 baisse plus que celle de lO2; en plus, la sélectivité de la Rubisco pour la CO2 et contre lO2 baisse pour une raison de dynamique moléculaire.
Donc en fait, pour répondre clairement à ta question : ça dépend...
