カルビン回路とは？
かるびんかいろ
カルビン回路とは、植物や藻類が光合成の暗反応で二酸化炭素を有機物に固定する一連の化学反応サイクルのことです。
カルビン回路（Calvin cycle）は、光合成の第二段階にあたる「暗反応」で起こる一連の酵素反応サイクルです。ノーベル化学賞を受賞したメルヴィン・カルビンらによって解明されたことからこの名が付いています。光合成の明反応で生産されたATPとNADPHを使い、大気中の二酸化炭素（CO₂）を有機物へと変換します。
カルビン回路は葉緑体のストロマと呼ばれる部分で進行し、大きく3段階に分けられます。
- 炭素固定：CO₂がRuBisCOという酵素の働きでリブロース-1,5-二リン酸（RuBP）と結合し、3-ホスホグリセリン酸（3-PGA）が生成される
- 還元：ATPとNADPHを使って3-PGAがグリセルアルデヒド-3-リン酸（G3P）に還元される
- RuBP再生：ATPを消費してG3PからRuBPが再生され、サイクルが繰り返される
G3Pはブドウ糖・デンプン・脂質・アミノ酸などあらゆる有機物合成の出発物質となります。CO₂を1分子固定するごとに3ATP・2NADPHが消費されます。
RuBisCOは地球上で最も多く存在する酵素の一つとされており、世界の炭素循環を支える根幹です。農業生産性向上の観点から、RuBisCOの効率を改良しカルビン回路を最適化する研究も活発に進められています。
使い方・例文
「光合成の暗反応はカルビン回路で進み、CO₂から糖が合成される」というように、生物の授業や教科書で光合成のメカニズムを説明する際に使われます。
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