이산화탄소 고정과 탄수화물합성

광합성의 암반응에서 이산화탄소가 유기화합물로 동화되는 순환 과정.
캘빈-벤슨 사이클·광합성회로·환원적 펜토오스인산회로라고도 하며, 캘빈 학파가 방사성탄소를 이용하여 광합성의 순환과정을 밝혔다 하여 이 이름이 붙여졌다.
이 순환과정은 직접 빛과는 관계가 없고, 광화학반응에 의하여 공급되는 ATP(3중인산아테노신)와 환원형 NADP(니코틴아미드 아데닌 뉴클레오티드 인산)를 소비하면서 진행된다. 즉 회로에서 이산화탄소는 먼저 5탄소화합물인 리불로오스 2인산과 결합하여 분자의 3탄소 화합물인 포스포글리세르산이 된다. 이것이 명반응해서 만들어진 물질에 의해 3탄당 인산 화합물이 되고 그 일부가 최종 산물인 포도당과 전분이 되며, 나머지는 복잡한 반응경로를 거쳐 다시 리불로오스 2인산으로 변화한다. 포스포글리세르산(C₃) 식물의 잎과 줄기 세포의 엽록체에 존재하는데, 식물에서의 C₄는 유관 속을 휘감는 세포의 엽록체에만 존재한다.
*암반응
광합성이 명반응과 암반응으로 이루어지는 사실을 처음으로 지적한 F.F.블래크먼(1905)의 이름을 따서 블래크먼반응이라고도 한다. 빛이 관여하는 단계인 명반응에 대응…(생략)

① 이산화탄소의 환원:엽록체의 스트로마에 들어온 CO2는 CO2 수용체인 리불로오스이인산(RuBP:ribulose-1, 5-bisphosphate)과 결합하여 불안정한 6탄당 인산화물인 인글리세르산(PGA:phosphoglyceric acid)으로 전환되는데, 이 PGA는 암반응의 최초산물이다.

② 포도당의 생성:칼빈과 벤슨은 암반응의 최초의 산물로 PGA가 생성되는 과정을 밝히기 위하여 여러 가지 실험을 되풀이하였다. 그래서 각각 1분자의 CO2와 RuBP가 결합한 후 2분자의 PGA가 생성되는 것을 밝혀냈다.