カルビン回路：植物が炭素からエネルギーを作り出す方法

要約

本記事では、植物が光合成を利用して二酸化炭素をブドウ糖に変え、私たちの朝食シリアルのエネルギー源とする方法について探求します。具体的には、炭素を捕獲し糖に変えるカルビン回路に焦点を当てます。回路に含まれる2つのステップと、再利用して地球のバランスを維持する持続可能な生産ラインのように機能する仕組みを説明します。

光合成のプロセス

光合成は植物がエネルギーを作り出すプロセスです。植物は太陽のエネルギーを利用して二酸化炭素をブドウ糖に変えます。このプロセスは、植物細胞の葉緑体内、具体的には葉緑体のストロマで行われます。

カルビン回路の2つのステップ

カルビン回路は、植物が炭素を捕獲し糖に変えるプロセスです。回路は2つのステップに分かれています。最初のステップでは、太陽からのエネルギーをATPの形で貯蔵します。2番目のステップでは、二酸化炭素を捕獲し、糖に変えます。

2番目のステップの開始物質は、空気中のCO2分子と、5つの炭素を含む事前に組み立てられた分子であるRUBの混合物です。酵素であるルビスコは、CO2分子から1つの炭素原子をRUBP鎖に溶接して最初の6炭素の配列を構築し、迅速に2つの短い鎖に分裂させます。これらの鎖には、それぞれ3つの炭素が含まれ、PGAと呼ばれます。

ATPはエネルギーを供給し、NADPHはPGA鎖にそれぞれ1つの水素を付け加え、G3Pという分子に変えます。グルコースを形成するには、2つのG3P分子から6つの炭素が必要です。カルビン回路は、最初に始まったRUBPを再作成するために、サイクル内の材料を再利用することで持続可能な生産ラインのように機能します。糖の生産副産物は、迅速に再構築され、6つのRUBPを再作成します。