Aloe Land

Несколько лет назад еще считалось, что способ светозависимой ассимиляции двуокиси углерода одинаков у всех растений. Кальвин работал с одноклеточными зелеными водорослями, в основном с хлореллой (Chlorella). Работы многих исследователей показали, что большинство растений ассимилируют углекислый газ по типу хлореллы. Лишь в 60-е годы обратили внимание на растения, которые в своем поведении сильно отклоняются от «кальвиновских» растений. Растения с циклом Кальвина присоединяют двуокись углерода к рибулезодифосфату и образуют фосфоглицериновую кислоту, трехуглеродную цепь, как первый продукт фотосинтетического карбоксилирования. Это так называемые С3-растения. Однако наряду с ними существуют растения, которые не подчиняются общим правилам. Они могут усваивать двуокись углерода, пользуясь добавочным механизмом карбоксилирования. Первыми продуктами фотосинтетического связывания двуокиси углерода у них являются соединения из четырех атомов углерода, а именно яблочная кислота (малат) и аспарагиновая кислота (аспартат), одна из аминокислот.

В чем их секрет? Они поставили на службу ассимиляции углерода еще один фермент, так называемую фосфоэнолпируваткарбоксилазу (ФЭИ-карбоксилазу). Этот фермент обладает высоким сродством к двуокиси углерода, так что он может «выуживать» из воздуха даже следы ее. ФЭП-кароксилаза присоединяет двуокись углерода к фосфоэнолпировиноградной кислоте с образованием щавелевой кислоты, кетокислоты, содержащей четыре атома углерода. При участии соответствующих ферментов щавелевая кислота превращается в яблочную и аспарагиновую кислоты (все они состоят из четырехуглеродных цепей).

Листья С4-растений имеют своеобразное строение. Сосудистые пучки листа окружены крупными паренхимными клетками, так называемыми клетками обкладки, которые фиксируют двуокись углерода по типу С3-растений, то есть образуют фосфоглицериновую кислоту. Эти обкладочные клетки окружены слоем более мелких клеток мезофилла, носителей ферментов, которые образуют отсоединения.