[생물 임용 노트]광합성 - 5) 광호흡

광호흡(photorespiration)

루비스코(Rubisco)의 기질은 O₂와 CO₂ 2가지 이다. 이 두 기질은 효소의 활성 자리를 두고 경쟁하여 O₂는 3~4번에 한 번 정도 결합해** 3-인산 글리세르산과 2-인산 글리콜산을 형성한다.

**일반적으로 CO₂의 Km은 9uM, O₂의 Km은 350uM 정도이다. 현재 대기는 CO₂가 11uM, O₂가 250uM 정도이다.

 

Rubisco의 Oxygenase 활성에의해 RuBP + O₂ → 3-인산 글리세르산 + 2-인산 글리콜산을 만든다.

 

만들어진 2-인산글리콜산 두 분자는 화학반응을 통해 세린 한 분자와 CO₂ 한 분자를 형성한다. 이 과정에서 질소 하나가 NH3로 무기화되며 ATP를 한 분자 소모한다.

 

결과적으로 광호흡이 일어나기 위해서는 온도가 높고, O₂ 농도가 높고, CO₂ 농도가 낮아야 한다.

 

글라이콜산 회로

광호흡을 통해 만들어진 글라이콜산이 세린 분자가 되고 다시 글리세르산이 되는 과정이다.

글라이콜산 회로

 

광호흡의 실험적 증거

일정량의 CO₂가 공급되는 방에 담배잎을 넣고 CO₂ 보상점까지 빛을 비추고, 보상점에 도달한 후 소등을 하면 초기에는 CO₂ 방출량이 증가하나 서서히 감소한다.

→ 바로 감소하지 않은 것으로 보아 빛에 의한 CO₂ 흡수만 일어나는 것이 아니라는 의미

즉, 빛이 있을때만 CO₂를 방출하는 기작이 있다는 의미이다.

 

광호흡의 실험적 증거