Две реакции Rubisco
Фермент Rubisco способен присоединять к рибулозо-1,5-бисфосфату углекислый газ или кислород. В первом случае образуются продукты, поступающие в цикл Кальвина. При реакции с кислородом возникает 2-фосфогликолат, который не может непосредственно использоваться в этом цикле и перерабатывается через фотодыхательный путь. [1]
Возврат углерода в обмен
У высших растений основной путь включает реакции в хлоропластах, пероксисомах и митохондриях. Значительная часть углерода возвращается в фотосинтетический обмен в виде 3-фосфоглицерата, а часть выделяется как CO₂. Одновременно образуется аммиак, который повторно включается в обмен. Переработка требует АТФ и восстановительных эквивалентов. [1]
Условия усиления процесса
Соотношение кислородазной и карбоксилазной реакций зависит от температуры и доступности CO₂ и O₂ для Rubisco. Закрытие устьиц при водном дефиците ограничивает поступление CO₂ и может усиливать относительную роль фотодыхания. У C₄-растений механизм концентрирования CO₂ возле Rubisco уменьшает кислородазную реакцию. [1]
Связь с другими процессами
Фотодыхание отличается от обычного клеточного дыхания по исходной реакции и организации пути. Оно возвращает углерод из 2-фосфогликолата и связано с обменом азота и аминокислот. В обзорах обсуждается также его участие в рассеивании избытка энергии и защите фотосинтетического аппарата при ограниченной фиксации CO₂; выраженность этих функций зависит от условий. [1][2]