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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1 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

2 Síntese de carboidratos

3 ATP e NADPH + H + produzidos na reação de luz são substratos essenciais para reduzir CO 2 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 enzimaschave do ciclo de Calvin.

4 O ciclo de Calvin: Fixação de CO 2 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 moléculas de CO 2 para produzir 6 moléculas de GAP. Estágio 2: A fase de recuperação, na qual os átomos de carbono dos 5 GAPs remanescentes são catalizados em uma série de reações, similares às da rota das pentoses-fosfato para formar novamente as três Ru5Ps com as quais o ciclo começou.

5 A fixação de CO 2 : A ribulose- bisfosfato-carboxilase Na falta de CO 2 e na presença de O 2, a ribulose-bisfatocarboxilase (oxigenase) oxida ribulose 1,5 bisfosfato, começando a fotorrespiração.

6 A fixação de CO 2 : A ribulose- bisfosfato-carboxilase Na falta de CO 2 e na presença de O 2, a ribulose-bisfatocarboxilase (oxigenase) oxida ribulose 1,5 bisfosfato, começando a fotorrespiração.

7 A fase recuperativa do ciclo de Calvin Acontecem as reações: C3 + C3 C6 C3 + C6 C4 + C5 C3 + C4 C7 C3 + C7 C5 + C5 5 C3 3 C5

8 Estequiometria de fixação de CO 2 Para a síntese de 1 molécula gliceraldeido-3-fosfato, se precisa fixar 3 CO 2 com o gasto de 9 ATP e 6 NADPH + H + Ribulose-bisfosfato-carboxilase fosforibuloquinase fosfoglicerato quinase transcetolase transaldolase gliceraldeído-3- fosfato quinase triose-fosfato-isomerase O ciclo de Calvin acontece na stroma, gliceraldeído-3-fosfato não passa, por isso a conversão para DHAP e a exportação para citoplasma

9 A função do transportador de Pi-triose fosfato 1. transporte do triose fosfato sintetizado para o citosol gliceraldeído-3-f gliceraldeído-3-f

10 A função do transportador de Pi-triose fosfato 1. transporte de ATP e NADPH para a stroma

11 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 gliconeogenese 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.

12 Frutose-frutoquinase-2 Frutose-2-6-bisfosfato

13

14 A redução de pontes dissulfeto de enzimas do ciclo de Krebs leva a ativação de enzimas de Ciclo do Calvin Enzimas: Frutose 1,6-bisfosfatase Sedueptulose1,7 bisfosfatase Ribulose-5-fosfato quinase

15 A fotorrespiração: Em concentrações baixos de CO 2 e altos de O 2 o processo de fotorrespiração supera a fixação fotossíntetica de CO 2. Proteção do aparelho fotossintetico contra danos oxidativos. 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 desaminada para hidroxipiruvato que está reduzida a glicerato e é fosforilado no citossol a 3-P-glicerato e entra no ciclo de Calvin. ATP dissipado inutilmente.

16 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 CO 2. Na primeira fase do ciclo de Calvin, C0 2 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 CO 2 ). 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 CO 2 e alta concentração de O 2 as plantas consomem O 2 e produzem CO 2, usando ATP e NADPH produzidos pelas reaçãoes de luz.

17 As plantas tropicais concentram CO 2 formando oxaloacetato (plantas C4) 1. Fosfoenolpiruvato +CO 2 Oxaloacetato + P i AMP + PPi 2. Oxaloacetato +NADPH + H + Malato + NADP + 3. Malato + NADP + ATP + P i Piruvato +NADPH + H + + CO 2