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Concept
Fixation du carbone en C4
Résumé
upright=.75|vignette|L-malate,acide dicarboxylique .
upright=.75|vignette|L-aspartate,acide dicarboxylique.
La fixation du carbone en est l'un des trois modes de fixation du carbone des êtres vivants, parallèlement à la fixation du carbone en C3 et au métabolisme acide crassulacéen (CAM). On l'appelle ainsi en référence à l'oxaloacétate, molécule comportant quatre atomes de carbone formée dès la première étape du processus chez un petit groupe de plantes souvent désignées collectivement comme « plantes en ».
On pense que le processus en est une évolution de la fixation du carbone en . Les processus de type et CAM permettent en effet de limiter la photorespiration, qui résulte de la fixation d'une molécule d'oxygène par l'activité oxygénase de la Rubisco parallèlement à l'activité carboxylase de cette enzyme qui, seule, permet la fixation du dioxyde de carbone .
Chez les plantes en , le est d'abord fixé sur du phosphoénolpyruvate par la phosphoénolpyruvate carboxylase, une enzyme à l'activité carboxylase plus efficace que celle de la Rubisco :
{| align="left"
|- align="center" valign="middle"
| 100px
| + → Pi +
| 125px
|- align="center" valign="middle"
| Phosphoénolpyruvate
|
| Oxaloacétate
|- align="center" valign="middle"
| colspan="3" bgcolor="ffffd0" | Phosphoénolpyruvate carboxylase –
|}
upright=.67|vignette|Pyruvate.
upright=.67|vignette|Alanine.
Le phosphoénolpyruvate est lui-même préalablement formé à partir du pyruvate sous l'action de la pyruvate phosphate dikinase. La fixation du sur le phosphoénolpyruvate se déroule au niveau des cellules du mésophylle, représentées en jaune sur les schémas ci-dessous. Elle est favorisée par la faible constante de Michaelis Km de la phosphoénolpyruvate carboxylase — c'est-à-dire la concentration molaire de substrat à laquelle l'enzyme atteint la moitié de sa vitesse de réaction maximale — qui est inférieure à celle de la Rubisco, ce qui signifie que cette dernière est moins rapide à taux de égal.
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