Cycle de Calvin

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Le cycle de Calvin (aussi connu comme le cycle de Calvin-Benson) est une série de réactions biochimiques prenant place dans le stroma des chloroplastes des organismes photosynthétiques. Il a été découvert par Melvin Calvin et Andy Benson à l’université de Californie - Berkeley.

Durant la photosynthèse, l’énergie de la lumière a été convertie en énergie chimique conservée dans l’ATP et le NADPH. Le cycle de Calvin, indépendant de la lumière, utilise l’énergie de ces transporteurs à courte vie pour transformer le dioxyde de carbone en composés organiques qui peuvent être utilisés par l’organisme. Cet ensemble de réactions est aussi nommé fixation du carbone. L’enzyme clé du cycle est appelée RubisCO (Ribulose 1,5 bisphosphate carboxylase/oxygénase).

La somme totale des réactions du cycle de Calvin est :

6 CO₂ + 24 NADPH + 18 ATP → C₆H₁₂O₆ + 6 H₂O + 24 NADP⁺ + 18 ADP + 18 P_i

Réactions dans le cycle de Calvin

Cycle de Calvin, vue des trois étapes : fixation du dioxyde de carbone, réduction et régénération du ribulose.

Le cycle de Calvin se déroule en trois étapes :

• fixation du dioxyde de carbone,
• réduction de l’acide 3-phosphoglycérique (APG) en trioses phosphate (sucre),
• régénération du ribulose-1,5-diphosphate (accepteur de CO₂).

Fixation du dioxyde de carbone

Ribulose-1,5-diphosphate (RuDP) + dioxyde de carbone → 2 (3-phosphoroglycérate) (catalysé par la RuBisCO)

3 C₅H₈P₂O₁₁ + 3 CO₂ → 6 C₃H₃PO₆ + 3 H₂O

Réduction de l’acide 3-phosphoglycérique

3-phosphoglycérate + ATP → 1,3-diphosphoglycérate + ADP

6 C₃H₃PO₆ + 6 ATP → 6 C₃H₃P₂O₁₀ + 6 ADP

1,3-diphosphoglycérate + NADPH + H⁺ → glycéraldéhyde-3-phosphate + NADP⁺ + P_i

6 C₃H₃P₂O₁₀ + 6 NADPH → 6 C₃H₅PO₆ + 6 NADP⁺ + 6 P_i

Glycéraldéhyde-3-phosphate → ribulose-5-phosphate + P_i

5 C₃H₅PO₆ → 3 C₅H₈PO₇ + 2 P_i + OH^-

Régénération du ribulose

ribulose-5-phosphate + ATP → ribulose-1,5-diphosphate + ADP

3 C₅H₈PO₇ + 3 ATP → 3 C₅H₈P₂O₁₁ + 3 ADP

La molécule 3-phosphoglycéraldéhyde manquante est convertie en glucose.

Synthèse du glucose

Glycéraldéhyde-3-phosphate → glucose

2 C₃H₅PO₆ + 2 [H] → C₆H₁₂O₆ + 2 P_i + 3 O₂

Liens externes

• Calvin : la notion de cycle par l'analyse expérimentale et Les étapes du cycle de Calvin sur le site de l’Université Pierre-et-Marie-Curie.