Hatch-Slackův cyklus

Hatch-Slackův cyklus

Hatch-Slackův cyklus je jeden z cyklů fixace oxidu uhličitého probíhající v temné fázi fotosyntézy (sekundární děje). Bývá nazýván také C₄-cyklus, protože prvním stabilním meziproduktem je čtyřuhlíkatý oxalacetát.

C₄-rostliny koncentrují CO₂ fixací do malátu, ze kterého je potom uvolňován do Calvinova cyklu. Tímto způsobem výrazně snižují ztráty způsobené fotorespirací, ale zároveň spotřebují více energie (2 ATP navíc), a proto jsou většinou teplomilné nebo tropické.

Průběh cyklu

C₄-rostliny se vyznačují charakteristickou anatomickou stavbou. Obsahují 2 typy buněk:

1. Mezofylové buňky - fixace CO₂
2. Buňky pochvy cévního svazku - uvolnění CO₂ do Calvinova cyklu

V chloroplastech mezofylových buněk chybí enzym Rubisco a CO₂ vážou tak, že HCO₃^- reaguje s fosfoenolpyruátem za vzniku oxalacetátu. NADPH za pomoci enzymu malátdehydrogenasy redukuje oxalacetát na malát.

Malát přechází do buněk pochvy cévního svazku, kde je pomocí NADP⁺ oxidován na pyruát a současně se uvolní CO₂, který pokračuje do Calvinova cyklu.

Pyruát se vrací do buněk mezofylu, kde je pyruátfosfátdikinasou přeměněn na fosfoenolpyruát. Spotřebuje se ATP, která se hydrolyzuje až na AMP, což odpovídá spotřebě dvou ATP.

C₄-rostliny

Rostliny, které fotosyntetizují C₄-cyklem, se nazývají C₄-rostliny. Hlavní rozdíl mezi Hatch-Slackovým cyklem (cyklus využívaný C₄ rostlinami) a Calvinovým cyklem je, že při Hatch-Slackově cyklu dochází u rostlin nejprve k zabudování CO₂ pomocí fosfoenolpyruvátu a vzniká čtyřuhlíkatý oxalacetát (odtud název - C₄). Patří mezi ně např. kukuřice a cukrová třtina.

Související články

• Calvinův cyklus - vývojově starší cyklus
• CAM cyklus - modifikace Hatch-Slackova cyklu pro šetření vody
• Fotorespirace - ztrátové dýchání způsobené oxygenasovou aktivitou enzymu RuBisCO

Literatura

• Voet D., Voetová J.: Biochemie, 1. české vydání, Victoria Publishing, Praha 1995. ISBN 80-85605-44-9