A fotorrespiração é um processo biológico que reduz a eficiência da fotossíntese nas plantas C3 durante períodos quentes do verão e consome oxigénio (O2) e produz dióxido de carbono (CO2) através da degradação de compostos intermediários do ciclo de Calvin.
A fotorrespiração produz CO2 e consome O2
A fotorrespiração é um processo que acompanha sempre a fotossíntese e que ocorre na presença de luz, conome O2 e converte a ribulose 1,5-bisfosfato, em parte em, a CO2.
Alguns compostos intermediários do ciclo de Calvin são degradados a CO2 e H2O. Mas ao contrário da respiração aeróbica, não há produção de ATP na fotorespiração, reduzindo apenas a eficiência da fotossíntese pela remoção de compostos intermediários usados no ciclo de Calvin.
A fotorrespiração ocorre em plantas C3
As plantas C3 são aquelas cujo produto inicial da reacção de fixação de carbono no ciclo de Calvin é o fosfoglicerato, um composto de 3 carbonos. Muitas destas planta, incluindo importantes culturas como a soja, o trigo e a batata, não rendem tantos hidratos de carbono da fotossíntese como se espera, especialmente em períodos de muito calor no verão. Este fenómeno é uma consequência da intermitência das trocas gasosas entre a necessidade da planta por CO2 e a sua necessidade de evitar a perda de água. Nos dias quentes e secos, as plantas fecham os estomas para conservar água. Uma vez fechados os estomas, a fotossíntese consome o CO2 restante na folha e produz O2 que se acumula nos cloroplastos.
A ambivalência da RuBisCO e a fotorrespiação
A enzima RuBisCO cataliza 2 reacções concorrentes:
a) a adição de CO2 (carboxilase) à molécula de ribulose 1,5-bisfosfato para formar 2 moléculas de 3-fosdoglicerato;
b) a adição de O2 (oxigenase) à molécula de ribulose 1,5-bisfosfato para formar uma molécula de 3-fosfoglicerato e uma molécula de e carbonos, o fosfoglicolato. O fosfoglicolato é hidrolisado a glicolato; este composto é transportado para os perixossomas que contêmm enzimas que produzem e consomem peróxido de hidrogénio (H2O2). Então, o glicolato é oxidado a glioxilato nos perixossomas. Num processo complexo que envolve mitocôndrias, 2 moléculas de glioxilato são convertidas a uma molécula de CO2 e a uma moléula de 3-fosfoglicerato.
Nestas reacções não se gera ATP nem NADPH. Assim, a fotorrespiração consome O2 e gera CO2, ambos processo são um desperdício para a economia da célula. Aparentemente, a estrutura necessária ao centro activo de actividade enzimática de carboxilase torna impossível o surgimento de uma enzima menos activa como oxigenase.
