Advertisement

Daur Calvin, Asam fosfogliserat dikenal sebagai salah satu senyawa 3-C yang terbentuk jika sebuah gula heksosa dipecah pada proses respirasi. Dua molekul asam fosfogliserat karena itu dapat disintesis menjadi sebuah molekul heksosa dengan melalui jalur kebalikan dari jalur pengubahan gula menjadi asam fosfogliserat pada respirasi. Hasil percobaan fotosintesis dengan adanya ‘4CO2 dibiarkan berlangsung sampai 2 menit memberi kesan bahwa memang demikianlah keadaannya. Setelah interval itu ternyata bahwa keradioaktifan terkumpul pada dua atom karbon tengah (yaitu antara C-3 dan C-4) dari satuan heksosa yang terbentuk, sesuai dengan perkiraan jika heksosa itu terbentuk dengan jalan penggabungan dua buah molekul asam fosfogliserat yang berlabel pada gugus karboksilnya.

Karbon dioksida yang berada dalam bentuk gugus karboksil ujung pada asam fosfogliserat masih bersifat sangat mudah dioksidasi, dan sebelum dua buah molekul asam fosfogliserat bergabung membentuk sebuah molekul gula heksosa, molekul-molekul itu harus lebih dulu direduksi. Elektron yang diperlukan untuk proses reduksi ini datang dari tahap fotokimia fotosintesis. Pembawa elektron khusus di sini sebenarnya adalah NADP yang menerima elektron yang dihasilkan oleh tahap fotokimia untuk menjadi NADPH. Koenzim pereduksi ini merupakan senyawa yang paling sering terlibat dalam biosintesis reduksi, dan digunakan pada daur Calvin untuk mereduksi asam fosfogliserat menjadi losfogliseraldehida. Tidak semua fosfogliseraldehida yang terbentuk dari reduksi asam fosfogliserat diubah menjadi satuan heksosa. Kebanyakan malah dialihkan melalui serangkaian reaksi ‘bongkar-pasang’ atom-atom karbon antara berbagai gulafosfat triosa, tetrosa, pentosa, heksosa, dan heptosa, sampai akhirnya terbentuk kembali molekul ribulosa difosfat dan tersedia kembali sebagai akseptor karbon dioksida. Reaksi kimia terperirici yang terjadi pada regenerasi tak penting diuraikan di sini; yang diperlukan hanyalah hasil reaksi keseluruhan. Setiap kali sebuah molekul ribulosa difosfat memungut sebuah molekul karbon dioksida, terbentuklah dua buah molekul asam fosfogliserat. J ika proses ini berulang 6 kali, maka akan terbentuk 12 buah molekul asam fosfogliserat, tetapi dari kesemuanya ini hanya 10 buah molekul diperlukan untuk regenerasi 6 buah molekul ribulosa difosfat yang mula-mula terpakai. Hasil bersihnya ialah bahwa 6 buah molekul karbon dioksida telah bergabung menjadi 2 buah molekul asam fosfogliserat, yang kemudian dapat diubah menjadi sebuah molekul heksosa.

Advertisement

Jadi daur ini ‘berswadaya’ (self-sufficient), yaitu ribulosa difosfat secara sinambung terbentuk kembali manakala telah habis digunakan dan sementara itu karbon dioksida bergabung menjadi molekul asam fosfogliserat.

Untuk memacu daur karboksilasi, energi dan sebuah reduktan harus tersedia. Satu-satunya langkah reduksi adalah pembentukan asam fosfogliseraldehida yang memanfaatkan NADPH. Ada 2 langkah yang membutuhkan energi, pertama pada reduksi pembentukan gliseraldehida, kedua pada reaksi yang mengarah ke pembentukan ribulosa difosfat. Energi yang diperlukan diperoleh dari molekul-molekul ATP dan NADPH yang dihasilkan dari fosforilasi fotosintesis pada tahap fotokimia. Sebagian dari energi yang dimasukkan ke daur itu ‘dikuras’ dan disimpan sebagai energi kimia dalam molekul hasil fotosintesis seperti heksosa itu. Sebagian energi yang tersedia bagi daur itulah yang pada akhirnya bertindak sebagai energi radiasi cahaya yang disimpan oleh fotosintesis sebagai energi kimia potensial dari senyawa kimia yang stabil.

Advertisement