Quando la concentrazione di CO2 diminuisce e la concentrazione di O2 aumenta, ad esempio quando la temperatura è talmente alta da diminuire la concentrazione dell’anidride carbonica in soluzione, la rubisco al posto di carbossilare il ribulosio-1,5-bisfosfato opera una ossigenazione.
Illustrazione: Funzionalità ossigenasica della rubisco
Il 3-fosfoglicerato procede verso il ciclo di Calvin ma il 2-fosfoglicolato necessita di essere ulteriormente processato per evitare che due atomi di carbonio vengano “persi” sotto forma di molecola organica altrimenti inutilizzata. La pianta non può permettersi di dissipare i carboni della CO2, a maggior ragione se la disponibilità di questo gas è molto bassa. Il ripristino di questi due atomi di carbonio avviene, in sequenza, nel cloroplasto, nel perossisoma e nel mitocondrio con un percorso che, arrivato al mitocondrio, riutilizza questi organelli per completare il recupero del 2-fosfoglicolato.
Illustrazione: Rigenerazione del 2-fosfoglicolato in 3-fosfoglicerato
Nella fase rigenerativa si consumano 2 molecole di ATP e 2.5 di NADPH per ogni molecola di 2-fosfoglicolato processata. Questa stechiometria è data dalla serie di calcoli che servono in ogni passaggio della rigenerazione comprendenti il riciclo dello ione ammonio che viene rilasciato nella decarbossilazione di due molecole di glicina