Путь CAM | Метаболизм крассуловой кислоты

Метаболизм кислот у толстянковых, также известный как фотосинтез CAM, представляет собой путь фиксации углерода, развившийся у некоторых растений в качестве адаптации к засушливым условиям. Он позволяет растению фотосинтезировать днём, но газообмен происходит только ночью. У растений, использующих полноценный CAM, устьица в листьях остаются закрытыми днём, чтобы уменьшить эвапотранспирацию, но открываются ночью, чтобы собрать углекислый газ (CO₂) и позволить ему диффундировать в клетки мезофилла. Ночью CO₂ запасается в вакуолях в виде четырёхуглеродной яблочной кислоты, а затем днём малат транспортируется в хлоропласты, где снова превращается в CO₂, который затем используется в процессе фотосинтеза. Предварительно собранный CO₂ концентрируется вокруг фермента рубиско, что повышает эффективность фотосинтеза. Этот механизм кислотного метаболизма был впервые обнаружен у растений семейства толстянковых.

Ночью у растения, использующего CAM, устьица открыты, что позволяет CO2 проникать внутрь и связываться с органическими кислотами посредством реакции PEP, аналогичной пути C4. Образующиеся органические кислоты хранятся в вакуолях для последующего использования, поскольку цикл Кальвина невозможен без АТФ и НАДФН – продуктов светозависимых реакций, которые не происходят ночью.