Fotooddychanie
Fotooddychanie, znane również jako fotorespiracja, to biochemiczny proces zachodzący w komórkach roślinnych pod wpływem światła. Charakteryzuje się on pobieraniem tlenu oraz wydzielaniem dwutlenku węgla, co jest odmiennym mechanizmem od oddychania komórkowego.
Rola enzymu RuBisCO
Kluczowym enzymem w procesie fotooddychania jest karboksylaza/oksygenaza rybulozo-1,5-bisfosforanu (RuBisCO). Enzym ten przyłącza zarówno cząsteczki CO2, jak i O2 do rybulozo-1,5-bisfosforanu (RuBP) w chloroplastach. Konkurencja między CO2 a O2 o miejsce katalityczne RuBisCO prowadzi do powstania kwasu fosfoglicerynowego oraz fosfoglikolanu, który jest pierwszym produktem fotooddychania.
Przebieg reakcji fotooddychania
- Fosfoglikolan jest przesyłany do peroksysomów, gdzie przekształcany jest do glioksalanu przez oksydazę glikolanową.
- Glioksalan podlega transaminacji, w wyniku której powstaje glicyna.
- Glicyna transportowana jest do mitochondriów, gdzie przekształcana jest do seryny, wydzielając CO2, NH3 oraz NADH.
- Seryna wraca do peroksysomów, gdzie zostaje przekształcona w kwas hydroksypirogronowy, a następnie redukowana do kwasu glicerynowego.
- Kwas glicerynowy może być używany do regeneracji rybulozo-1,5-bisfosforanu.
Znaczenie NADH w cyklu fotooddechowym
Utrzymanie cyklu fotooddechowego wymaga odpowiedniej ilości NADH do redukcji kwasu hydroksypirogronowego w peroksysomach. NADH produkowany podczas dekarboksylacji glicyny może być utleniany w mitochondriach lub transportowany do cytozolu. Ponadto, peroksysomy mogą korzystać z NADH wytwarzanego w procesach glikolizy oraz w chloroplastach.
Fotooddychanie odgrywa istotną rolę w metabolizmie roślin, wpływając na produkcję energii oraz biomasy.
