Page 488 - BUKU AJAR BIOKIMIA 1 K5FN

Secara rinci mekanisme reaksi Calvin sebagai berikut: Tahap 1: Fiksasi CO2 menjadi 3-Fosfogliserat, mekanisme asimilasi CO2 pada organisme fotosintesis muncul pada akhir 1940-an, Calvin dan rekan-rekannya melebel suspensi ganggang hijau dengan adanya karbon dioksida radioaktif (14CO2) hanya selama beberapa detik, kemudian dengan cepat membunuh sel, mengekstrak isinya, dan dengan bantuan metode kromatografi mencari metabolit di mana karbon berlabel pertama kali muncul. Senyawa pertama yang diberi label adalah 3-fosfogliserat, dengan 14C sebagian besar terletak di atom karbon karboksil. Eksperimen ini menghasilkan bahwa 3-fosfogliserat adalah perantara awal dalam fotosintesis.
Enzim yang mengkatalisis penggabungan CO2 ke dalam bentuk organik adalah ribulosa 1,5-bifosfat karboksilase/oksigenase, namanya disingkat menjadi rubisco. Sebagai karboksilase, rubisco mengkatalisis ikatan kovalen CO2 ke gula lima karbon ribulosa 1,5-bifosfat dan pemutusan enam karbon antara yang tidak stabil untuk membentuk dua molekul 3-fosfogliserat. Rubisco tanaman merupakan enzim penting dalam produksi biomassa CO2, memiliki struktur kompleks dengan delapan subunit besar yang identik (Mr 53.000; dikodekan dalam genom kloroplas, atau plastom), masing-masing berisi situs katalitik, dan delapan sub-unit kecil yang identik (Mr 14.000; dikodekan dalam genom inti) dengan fungsi yang tidak pasti. Rubisco bakteri fotosintetik lebih sederhana dalam struktur, memiliki dua subunit menyerupai subunit besar dari enzim tanaman. Kesamaan ini konsisten dengan hipotesis endosimbion untuk asal usul kloroplas. Enzim tanaman memiliki jumlah turnover yang sangat rendah; hanya tiga molekul CO2 yang tetap per detik per molekul rubisco pada 25oC. Untuk mencapai tingkat fiksasi CO2 yang tinggi, tanaman membutuhkan sejumlah besar enzim ini. Faktanya, rubisco membentuk hampir 50% protein larut dalam kloroplas dan mungkin merupakan salah satu enzim yang paling melimpah di biosfer.
Inti dari mekanisme yang diusulkan untuk rubisco tanaman adalah rantai samping Lys yang terkarbamoilasi dengan ion Mg2+yang terikat. Ion Mg2+ menyatukan dan mengarahkan reaktan pada sisi aktif dan mempolarisasi CO2, membukanya terhadap serangan nukleofilik oleh zat antara reaksi eniolat lima karbon
485