6NADPH

|그림 8.3| 캘빈-벤슨 회로.

|그림 8.5| CO ₂는 루비스코가 촉매작용하는 반응에서 활성화제(activator)와 기 질 양쪽 모두의 작용을 한다.

루비스코의 활성은 빛에 의해 간접 조절된다

 이산화탄소의 활성화 역할

 카르바메이트 복합체 형성

: 활성부위 내 리신의 아미노기에 결합

 루비스코 활성화효소

 ATP 사용루비스코 구조 변화

 당 인산 유사체의 방출 유도

|그림 8.6| 페레독신-티오레독신 계.

빛은 페레독신-티오레독신 계를 통해 탄소회로 조절

 틸라코이드 막의 엽록소가 흡수한 빛을 엽록체 스트로마의

대사 활성으로 연결

|그림 8.7| 엽록체의 포스포리불로키나아제와 글리세르알데히드-3-인산 탈수소 효소의 조절.

빛은 엽록체 효소의 초분자 복합체 조립을 조절

경쟁적인 탄소 산화 과정: 루비스코에 의한 산소화

 온도 증가루비스코의 친화도 변화, 용액 내 이산화탄소 농도 변화

 광호흡 개시: 엽록체, 퍼옥시솜, 미토콘드리아 연계 효소 반응

|그림 8.8| C ₂ 산화적 광합성 회로의 진행은 세 가지 소기관 즉, 엽록체, 미토콘 드리아, 퍼옥시솜 사이의 협력을 포함한다.

 포스포글리콜산 포스포파타아제phosphatase

 글리콜산 산화효소oxidase

 아미노기 전이효소aminotransferase

 글리신 탈카르복시화효소decarboxylase 와 세린 히드록시메

틸기 전이효소의 다효소 복합체

 세린 아미노기 전이효소aminotransferase

 히드록시피루브산 환원효소reductase

 글리세르산 키나아제kinase

|그림 8.9| 엽록체 대사에 대한 C₂ 산화적 광합성 회로의 의존성.

 2-포스포글리콜산 2분자(4C)  3-포스포글리세르산(3C)

 3 산소, 2 ATP, 2 환원 Fd 소비

 이산화탄소 1분자 방출

광호흡의 잇점

 탄소 소실 줄임

 광저해 저감

광호흡 경로의 광합성 명반응 의존성

|그림 8.10| 육상식물 엽록체에 유전자 도입된 대장균의 글리콜산 이화작용 경로를 통해 광호흡 글리콜산이 회수되는 과정.

대체 광호흡 경로

 질소 회수 불필요

생산량 증대

그림 6.14 엽육세포와 유관속초세포가 관여된 기본적인 C₄ 광합성 회로의 4단계.

무기 탄소의 농축 기작 : C4 탄소회로

 덥고 건조한 기후에서 장점

 CO2 고정하면서도 물 보존

 광호흡 감소

|그림 8.11| C₄ 광합성 탄소 회로는 2개의 구획에서 일어나는 연속적 5단계를 포함한다.

무기 탄소의 농축 기작: C4 탄소회로

 포스포엔올피루브산

카르복실라아제 PEPCase

 4탄소 반응산물

: 옥살로아세트산 OAA

 NADP-말산 탈수소효소 : 말산으로 환원

 말산/아스파르트산 이동

 탈카르복시화효소 : 이산화탄소 방출

 피루브산 인산 디키나아제

dikinase

|그림 8.12| 잎의 C₄ 광합성 경로.

 두 세포의 차이

 크란츠 해부구조

 이산화탄소 농도

 효소 구성

그림 6.15 C₄ 식물에서 여러 가지 광합성 메커니즘. (a) NADP-ME형, (b) PCK형, (c) NAD-ME형. 각 번호는 다음의 효소를 나타낸다.

 두 세포의 차이

 엽록체내 녹말 유무

 엽록체의 구조 차이