Beim Calvin-Zyklus werdeb die durch die Lichtreaktion in der Photosynthese der Pflanzen gewonnene Energie (ATP) und Reduktionsäquivalente (NADPH) in einer so genannten Dunkelreaktion zur Bildung von Kohlenhydraten aus Kohlendioxid genutzt.
Die Reduktion mittels geht in mehreren zyklischen enzymatischen Teilschritten vor sich und läuft im Stroma der Chloroplasten ab, er wurde vom amerikanischen Biochemiker Melvin Calvin entdeckt.
Der erste Schritt des Calvin-Zyklus besteht aus der Übertragung von CO2 auf Ribulose-1,5-bisphosphat als Akzeptormolekül.
[[BILD: 1. Schritt kommt noch]]
Die CO2-Gruppe wird an C-2 der Ribulose gebunden und es entsteht eine enzymgebundene hypothetische 3-oxo-Säure als Zwischenstufe. Diese Zwischenstufe wird durch Wasser in zwei Moleküle 3-Phosphoglycerat gespalten. Diese Verbindung tritt auch beim Abbau der Glucose während der Glykolyse auf. Die folgenden Schritte werden durch Enzyme katalysiert, die auch an der Glykolyse beteiligt sind und nun die Rückreaktion durchführen. Zunächst wird dabei das eben gewonnene 3-Phosphoglycerat zu 3-Phosphoglycerinaldehyd reduziert. Bei diesem Schritt wird Energie in Form von ATP benötigt. Das benötigte ATP stammt aus der Lichtreaktion der Photosynthese, der benötigte Wasserstoff in Form von NADPH+H+ stammt ebenfalls daraus.
Die anschließenden Reaktionen von 3-Phosphoglycerinaldehyd zur Glucose benötigen keine weitere Zufuhr von Energie. Das kurz vor Ende entstehende Fructose-6-Phosphat wird zum Teil wiederverwendet um neues Ribulosebisphosphat zu bilden und damit den Kreislauf zu schließen.
Die Summenreaktion des Calvin-Zyklus:
- 6CO2 + 12NADPH + 12H2O + 18 ATP → C6H12O6 + 12NADP+ + 18ADP + 18 Pi
Das Schlüsselenzym des Zyklus ist Rubisco.
[[BILD: Schema des Calvin-Zyklus kommt noch]]
Siehe auch: Glukose-Stoffwechsel, Photorespiration