[식물생리학, C4식물] C4형 광합성을 위한 잎 구조와 C4회로

소개

C4형 광합성에 대한 내용, C4회로, C4식물의 잎구조 등을 서술한 리포트입니다.

목차

1. C4 식물

2. 크란츠(화관) 해부구조

3. C4 회로

4. C4회로의 3가지 유형
1) NADP-말산 효소 유형 (NADP-ME)
2) NAD-말산 효소 유형 (NAD-ME)
3) PEP-카르복실카이네이즈 유형 (PCK)

본문내용

탄소를 독점적으로 PCR 혹은 캘빈 회로를 통하여 독점적으로 편입하는 식물을 14CO2가 병합되는 첫 번째 산물이 3탄산인 PGA이기에 C3 식물이라 한다. C4 식물로 알려진 다른 식물군은 첫 번째 산물이 4탄산인 옥살로아세트산(OAA)인 점에서 다르다. 이 같은 C4 식물은 C4 증후군이라고 일컫는 해부학적, 생리학적 그리고 생화학적인 다양한 특성을 나타낸다. C4 식물 잎에서의 가장 현저한 해부학적 특징은 두 개의 독립된 광합성 조직이 있다는 점이다. C4 식물 잎에서 관다발은 서로 매우 밀접하게 붙어 있고 각 다발은 유관속초 라는 꼭 맞는 세포층으로 둘러싸여 있다. 관다발과 주변의 공기층 사이에 좀더 느슨하게 배열된 엽육 세포가 존재한다. 엽육 세포와 유관속초 광합성 세포의 이러한 차이를 크란츠(화관) 구조라 하는데 이 차이가 C4 증후군에서 주요 역할을 한다.

<중 략>

C4 회로의 특이점은 이산화탄소가 아니라 중탄산염을 기질로 하여 포스포엔올피루브산(PEP)을 베타-카르복실화하는 효소인 포스포엔올피루브산 카르복실라아제(PEPcase)이다. 포스포엔올피루브산 카르복실라아제(PEPcase) 반응 산물은 약간 불안정한 옥살로아세트산(OAA)인데 신속하게 안정된 말산으로 환원되거나 아미노기 전이 반응으로 아스파르트산으로 바뀐 뒤, 엽육 세포에서 인접한 유관속포 세포로 수송된다. 유관속초 세포에서 산은 탈카르복실화 과정을 거치며 그 결과 생성된 이산화탄소가 유관속초 엽록체에 있는 PCR 회로에 의해 3탄당의 환원에 이용된다. 탈카르복실화 후의 남은 피루브산이나 알라닌 형태의 C3산은 엽육 세포로 다시 수송된다. 여기서 알라닌은 피루브산으로 전환된다. 이 피루브산은 인산화되어 원래의 수용체인 PEP로 재생된다.
PCR회로와 C4 대사는 여러 가지 유사란 점이 있다. Rubisco와 PEPcase 카르복실화 반응은 궁극적으로 비가역적이므로 에너지 측면에서 아주 유리하다.

참고자료

· 없음