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Concept
Photorespiration
Résumé
vignette| Représentation simplifiée de la photorespiration et du cycle de Calvin.
vignette| Schéma de la photorespiration à travers les organites impliqués.
La photorespiration est l'ensemble des réactions mises en œuvre par les organismes photosynthétiques à la suite de l'activité oxygénase de la Rubisco. En effet, cette enzyme intervient le plus souvent à travers son activité carboxylase, par laquelle une molécule de dioxyde de carbone est fixée sur du ribulose-1,5-bisphosphate pour donner deux molécules de 3-phosphoglycérate qui sont métabolisées par le cycle de Calvin. Cependant, la Rubisco peut également oxyder le ribulose-1,5-bisphosphate par une molécule d'oxygène , ce qui donne une molécule de 3-phosphoglycérate et une molécule de 2-phosphoglycolate. Ce dernier ne peut être directement métabolisé par le cycle de Calvin et passe par une série de réactions qui, chez les plantes, font intervenir les chloroplastes, les peroxysomes et les mitochondries des feuilles, où ces organites sont proches les uns des autres. Il y a alors production de glycolate , de peroxyde d'hydrogène et de sérine , recyclés en libérant du et de l'ammoniac . Le résultat est une perte nette en matière organique, susceptible de représenter le quart du dioxyde de carbone fixé par photosynthèse.
La photorespiration est une voie métabolique coûteuse pour la cellule car elle réduit le taux de production du par rapport à celui résultant de la seule activité carboxylase de la Rubisco, avec de surcroît perte nette en carbone fixé et libération de , qui doit être détoxiqué par la cellule à travers un processus également coûteux. Ces réactions induisent en effet la consommation de 2,5 molécules d'ATP et 2 molécules de NADH ou de NADPH pour ribulose-1,5-bisphosphate dans les organites où elles se déroulent.
Cependant, si la photorespiration est préjudiciable à l'activité photosynthétique des cellules où elle a lieu, elle serait néanmoins utile, voire nécessaire, à d'autres fonctions cellulaires, notamment à la fixation de l'azote des nitrates ainsi que, dans une certaine mesure, à la signalisation cellulaire.
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