Metabolismo de Carbono na Agricultura Tropical.pdf - Webnode

Ecofisiologia de plantas C 3 , C 4 e CAM
a) Localização: a enzima rubisco se localiza nos cloroplastos, enquanto a
PEP-case se localiza no citoplasma (Tab. 1) (LÜTTGE et al, 1996). Com isto,
as plantas C 4 já apresentam uma vantagem pois o substrato só precisa vencer
uma barreira celular, a plasmalema, enquanto nas C 3 , ele deve atravessar
também a membrana cloroplástica.
b) Substrato, afinidade (Km) e eficiência de carboxilação: a rubisco tem
uma forte afinidade pelo CO 2 , enquanto a PEP-case tem pelo HCO 3 - , o que
é uma vantagem para as C 4 , pois em soluções próximas da neutralidade, como
é o caso do citoplasma, o HCO 3 - representa em torno de 2/3 do C, enquanto
o CO 2 representa 1/3 aproximadamente. A atividade da rubisco, além de
depender da rubisco ativase, depende também da ação da anidrase carbônica,
com uma atividade muito superior em plantas C 3 (PORTIS, 1992). Ainda
sobre a afinidade pelo substrato, a rubisco apresenta um Km (CO 2 ) em torno
de 20 mM (LORIMER et al, 1977) e a PEP-case tem um Km (HCO 3 - ) alto
entre 100 e 160 mM, porém para uma concentração atmosférica de 250µL.L -1
de CO 2 , o que está abaixo da concentração atual, com pH de 8,0 e
temperatura de 30°C no citoplasma, a concentração de CO 2 é de 7,4 mM e de
HCO 3 - é de 331mM, o que é baixo para a rubisco e suficiente para a PEP-case
(O’LEARY, 1982; LAWLOR, 1993).
A maior eficiência de carboxilação da PEP-case, em plantas C 4 , está
principalmente associada à ausência da atividade oxigenase, portanto nas
plantas C 4 não há competição entre o CO 2 e O 2 . Já a atividade da rubisco é
dependente do teor de CO 2 e de O 2 atmosférico, sendo a fotossíntese C 3 , sob
intensidades luminosas saturantes, inibida de 20 a 40% pelo O 2 (BROWN &
BYRD, 1993). A limitação da assimilação de CO 2 na via C 3 é devida também
à taxa de regeneração de RuBP, dependente do transporte de elétrons nos
fotossistemas, ou regeneração de Pi (MAKINO, 1994), e da taxa de utilização
das trioses-P pelo vegetal, o que causa as diferenças nas taxas de assimilação de
CO 2 , nas diversas plantas C 3 . Essa taxa é superior em plantas herbáceas
quando comparadas às lenhosas perenes (WULLSCHLEGER, 1993).
c) Consumo de nitrogênio para a síntese das enzimas de carboxilação: em
folhas C 3 a rubisco equivale a mais de 50% das proteínas solúveis
(GUNASEKERA & BERKOWITZ, 1993), enquanto em folhas C 4 essa
corresponde a 10-25%. Já a PEP-case, em folhas C 4 , corresponde somente a
10% das proteínas solúveis. Existe, portanto, um gasto de no máximo 35% do
N foliar para síntese das enzimas de carboxilação em plantas C 4 , enquanto em
plantas C 3 este gasto está em cerca de 50% do N foliar (SINCLAIR &
HORIE, 1989).
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