0000076

coraz krótszego czasu inkubacji ^UC zdąży włączyć się w swej przemianie metabolicznej do coraz to mniejszej ilości produktów pośrednich;

2)    włączanie C0₂ i dalsze jego przemiany do glukozy mogą przebiegać w ciemnościach pod warunkiem, że zostanie dostarczona odpowiednia ilość

energii;

3)    energia w postaci ATP wytwarza się w reakcjach fotochemicznych (fosforylacje fotosyntetyczne), a jej ilość może być w doświadczeniu odpowiednio dozowana przez określony czas ekspozycji roślin na świetle w nieobecności CO.,.

Zgodnie z powyższymi założeniami zawiesinę glonów Chlorella lub Scene-desmus eksponowano na świetle w nieobecności C0₂ przez czas na tyle krótki, by wytworzona energia wystarczyła na przyłączenie ^lłC0₂ w dostatecznie dużej ilości, ale by już nie wystarczyła na dalsze przemiany powstałego związku. Tak wzbogacone w energię glony umieszczano w atmosferze ¹⁴CO_z i przez regulację czasu ekspozycji doprowadzono do znacznego nagromadzenia jednego z pierwszych produktów fotosyntezy, którym okazał się kwas 3-fosfoglicerynowy.

Równocześnie badano włączanie ^HC przy różnych czasach ekspozycji z ¹⁴C0₂ do dalszych produktów pośrednich przemiany. Okazało się, że włącza się on dość szybko i w określonych pozycjach do fosforanowych pochodnych pentoz, erytrozy i sedoheptulozy, przy czym aktywność tych pochodnych utrzymywała : ię na stałym i niskim poziomie, co sugerowało udział tych związków w przemianie cyklicznej.

Na podstawie tych i dalszych doświadczeń ustalono, że bezpośrednim akceptorem dwutlenku węgla jest rybulozo-l,5-dwufosforan, który wytwarza się z rybulozo-5-fosforanu i ATP przy udziale odpowiedniej kinazy. Rybulozodwufosforan przy udziale enzymu karboksylazy ry-bulozodwufosforanowej przechodzi przypuszczalnie poprzez formę eno-lową w niewyizolowany dotychczas 3-ketopentozo-l,5-dwufosforan, który jest zdolny do przyłączenia w pozycji 2 dwutlenku węgla — w postaci grupy karboksylowej. Karboksylaza rybulozodwufosforano-wa jest w tym ujęciu kluczowym enzymem warunkującym życie na ziemi. Została ona wyizolowana przez Horeckera z liści szpinaku, gdzie stanowi 5'-—10°/o rozpuszczalnego białka. Enzym o masie cząsteczkowej 550 000 wykazuje raczej niewielką aktywność molekularną (str. 95), ale dzięki znacznemu stężeniu, w jakim występuje w chloroplastach, wiązanie C0₂ odbywa się ze znaczną szybkością. C0₂ jest znacznie lepszym substratem dla tego enzymu niż jon węglanowy. Badania w mikroskopie elektronowym wykazały, że enzym ten gromadzi się na powierzchni tylakoidów (stV. 30).

Powstający w wyniku przyłączenia CO_ż związek jest nietrwały i natychmiast ulega rozpadowi do dwóch cząsteczek kwasu 3-fosfogli-cerynowego, który z kolei z udziałem ATP i NADPH + H⁺ jest redukowany do gliceraldehydo-3-fosforanu, zgodnie z odwróconym mechanizmem glikolizy. Mianowicie kwas 3-fosfoglicerynowy tworzy z udziałem ATP kwas 1,3-dwufosfoglicerynowy, a ta aktywna forma wymienia resztę fosforanową w pozycji 1 z enzymem — dehydrogenazą fosfo-gliceraldehydową. Enzym łączy się tioestrowo z udziałem wolnej grupy SH z grupą karboksylową kwasu. W tej postaci kwas 3-fosfoglicerynowy ulega uwodorowaniu za pośrednictwem NADPH + H⁺, a następnie rozpadowi do gliceraldehydo-3-fosforanu i uwolnionego enzymu, zgodnie z mechanizmem podanym w reakcji 14-10

320