## C3- en C4-planten

Sommige planten, zoals maïs en suikerriet, hebben mechanismen in de cel om fotorespiratie tegen te gaan. In deze planten wordt Rubisco afgeschermd van zuurstof uit de lucht. Hierdoor komt Rubisco niet met zuurstof in aanraking en kan er geen fotorespiratie op kan treden. In deze planten wordt koolstofdioxide twee keer gefixeerd. Planten die dit systeem gebruiken noemen we C4-planten. Planten die dit systeem niet gebruiken noemen we C3-planten. In C4-planten fixeert het enzym PEP koolstof uit koolstofdioxide en maakt zo een molecuul oxaloacetaat.

Phosphoenolpyruvaat (PEP) + CO2 → oxaloacetaat (HO2CC(O)CH2CO2H)

Het geproduceerde oxaloacetaat wordt in de cel omgezet in malaat (appelzuur), dat door de bladnerven naar chloroplasten wordt getransporteerd. Hier wordt het malaat weer afgebroken volgens de volgende reactie:

Malaat -> CO2 + pyruvaat

Hierdoor ontstaat rondom het Rubisco in het chloroplast een hoge concentratie CO2 zonder dat er zuurstof bij Rubisco kan komen. Hierdoor treedt er geen fotorespiratie op. Deze planten zijn hierdoor tot wel 25% efficiënter in het binden van CO2 dan planten die dit niet doen.

Deze hogere efficiëntie komt wel met een prijskaartje. Doordat het CO2 twee keer wordt gefixeerd, een keer door Rubisco en één keer door PEP-carboxylase, kost deze manier van koolstof fixeren meer ATP dan de route in C3 planten. C4 fixatie kost 30 moleculen ATP voor C4 planten tegenover 18 moleculen ATP voor C3 planten. Hier staat wel tegenover dat C4-planten veel minder water nodig hebben dan C3-planten.

Doordat C4-planten efficiënter zijn dan C3-planten proberen wetenschappers om het C4-metabolisme in te bouwen in C3-planten. Hierdoor zou de opbrengst van C3-gewassen theoretisch gezien dus zo’n 25% meer hoger kunnen zijn.