En faisant absorber à des végétaux du gaz carbonique marqué au carbone 14 (14CO2), le biochimiste américain Melvin Calvin (1911-1997) met en évidence, en 1954, le composé – ou accepteur – qui capte le CO2 de l'air dans le processus de la photosynthèse : il s'agit du ribulose-bisphosphate (ex-diphosphate) – ou RuBP –, qui comprend cinq atomes de carbone (C). Il identifie aussi la nature du premier composé formé, l'acide 3-phosphoglycérique (PGA), à 1'origine de la synthèse des sucres dans les chloroplastes. Cette découverte, qui permettra à Calvin d'obtenir le prix Nobel de chimie en 1961, met fin à un siècle de controverses et décrit le mécanisme de régénération de 1'accepteur (cycle de Calvin-Benson), nécessaire à la production du premier sucre formé (aldéhyde phosphoglycérique, composé à 3 C). Cette photosynthèse, dite de type C3, très largement répandue dans la nature, repose sur l'activité d'une enzyme : la rubisco (ribulose-bisphosphate carboxylase/oxygénase), capable de fixer sur le RuBP le CO2 (fonction carboxylase) mais aussi l'oxygène O2 (fonction oxygénase). L'efficacité de la photosynthèse peut être fortement réduite par la photorespiration, liée à la fonction oxygénase de la rubisco. Il existe d'autres mécanismes (indirects) de fixation photosynthétique du CO2 où le premier produit formé est un composé à 4 C (oxaloacétate, malate), situation propre aux plantes C4 et aux Crassulacées.
Claude LANCE
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