Hatchov-Slackov cyklus

Hatchov-Slackov cyklus je spôsob fixácie oxidu uhličitého (CO2) prítomný v niektorých rastlinách (kukurica, cukrová trstina). Cyklus sa nazýva i C4 fixácia oxidu uhličitého, pretože po fixovaní CO2 vznikajú štvoruhlíkaté látky, na rozdiel od bežnej C3 fotosyntézy, kde vznikajú trojuhlíkaté látky. Podobným mechanizmom prebieha i fixácia oxidu uhličitého u CAM rastlín. Tento spôsob fixácie oxidu uhličitého je najefektívnejší a spotrebováva polovičné množstvo vody oproti C3 fixácii. Produktom fixácie je oxalacetát a redukčné činidlo je nikotínamidadeníndinukleotidfosfát.

Priebeh
Rastliny, v ktorých prebieha Hatch-Slackov cyklus, nazývané i C4 rastliny, sa vyznačujú charakteristickou anatomickou stavbou. Obsahujú mezofylové bunky (primárna fixácia CO2) a bunky pošvy cievneho zväzku (uvoľnenie CO2 do Calvinovho cyklu, sekundárna fixácia CO2). V chloroplastoch mezofylových buniek chýba enzým RuBisCO a CO2 sa viaže do podoby hydrogénuhličitanového aniónu (HCO3-) pomocou karbonickej anhydrázy. HCO3- potom reaguje s fosfoenolpyruvátom za vzniku oxalacetátu. Oxalacetát je za pomoci enzýmu malátdehydrogenázy a NADPH redukovaný na malát, ktorý potom prechádza do buniek pošvy cievneho zväzku, kde je pomocou NADP+ oxidovaný na pyruvát. Súčasne sa uvoľní CO2, ktorý pokračuje do klasického Calvinovho cyklu. Pyruvát sa vracia do buniek mezofylu, kde je za spotreby ATP fosforylovaný na fosfoenolpyruát. 

Presný priebeh cyklu sa u rôznych druhov rastlín mierne líši a účastnia sa ho rôzne intermediáty. V procese môže vznikať malát (ako je popísané vyššie) alebo aspartát, z ktorých sa potom uvoľňuje CO2.

C4 cyklus využívajú hlavne teplomilné rastliny, pretože pri zvýšenej teplote sa viac uplatňuje fotorespirácia, čím klesá účinnosť fotosyntézy, preto koncentrujú CO2 pred tým, ako vojde do Calvinovho cyklu.

Referencie

Fotosyntéza