กลไกการเพิ่มความเข้มข้นคาร์บอนไดออกไซด์ของพืชซีเอเอ็ม ( CAM )

พืชบางชนิดเจริญได้ในที่แห้งแล้งซึ่งในเวลากลางวันสภาพแวดล้อมจะมีความชื้นต่ำและอุณหภูมิสูง ทำให้พืชสูญเสียน้ำทางปากใบมาก พืชที่เจริญในพื้นที่แห้งแล้งแล้วจึงมีวิวัฒนาการที่จะลดหารสูญเสียน้ำ โดยการลดรูปของใบให้มีขนาดเล็กลง และปากใบปิดในเวลากลางวัน หรือมีลำต้นอวบน้ำเพื่อจะสงวนรักษาน้ำไว้ใช้้ในกระบวนต่าง ๆ
ในเวลากลางคืนอากาศมีอุณหภูมิต่ำและความชื้นสูงปากใบพืชดังกล่าวข้างต้นจึงเปิด แก๊สคาร์บอนไดออกไซด์จะเข้าทางปากใบไปยังเซลล์มีโซฟิลล์ สารประกอบ PEP จะตรึงคาร์บอนไดออกไซด์ไว้แล้วเปลี่ยนเป็นสาร OAA ซึ่ง OAA นี้จะเปลี่ยนเป็นสารที่มีคาร์บอน 4 อะตอม ชื่อ กรดมาลิก ( malic acid ) แล้วเคลื่อนย้ายมาสะสมไว้ในแวคิวโอล ในเวลากลางวันเมื่อเริ่มมีแสงปากใบจะปิดเพื่อลดการสูญเสียน้ำ กรดมาลิกจะถูกลำเลียงจากแวคิวโอลเข้าสู่คลอโรพลาสต์ พืชจะมีกระบวนการปล่อยคาร์บอนไดออกไซด์จากกรดมาลิกที่สะสมไว้ และคาร์บอนไดออกไซด์จะถูกตรึงเข้าสู่วัฏจักรคัลวินตามปกติ และเนื่องจากการปิดปากใบทำให้คาร์บอนไดออกไซด์แพร่ออกนอกใบได้ยาก ความเข้มข้นของคาร์บอนไดออกไซด์ในเซลล์สูง อัตราโฟโตเรสไพเรชันจึงลดลงอย่างมาก เมื่อมีแสงกรดมาลิกที่ปล่อยออกมาจากแวคิวโอลจะไปยับยั้งเอนไซม์ที่กระตุ้นปฏิกิริยาตรึงคาร์บอนไดออกไซด์ของ PEP แต่ในเวลากลางคืนกรดมาลิกจะถูกลำเลียงไปเก็บไว้ในแวคิวโอลเอนไซม์ที่เร่งปฏิกิริยาตรึงคาร์บอนไดออกไซด์ของ PEP จึงทำงานได้เนื่องจากกระบวนการตรึงคาร์บอนไดออกไซด์แบบนี้เป็นกระบวนการที่พบได้ในครั้งแรกในพืชตระกูลครัสซูลาซี (Crussulaceae ) เช่นกระบองเพชร จึงเรียกว่าพืชซีเอเอ็มแต่ในปัจจุบันพบว่าสามารถพบได้ในพืชวงศ์อื่นอีก เช่น กล้วยไม้ สับปะรด ว่านหางจระเข้ และศรนารายณ์ เป็นต้น
โดยทั่วไปพืชซีเอเอ็มจะสูญเสียน้ำ 50 – 100 กรัม ต่อการตรึงคาร์บอนไดออกไซด์หนึ่งกรัม ในขณะที่พืชC4 และ C3 จะต้องเสียน้ำมากถึง 250 – 300 กรัม และ 400 – 500 กรัม ตามลำดับดังนั้นพืชซีเอเอ็มจึงสามารถมีชีวิตรอดอยู่ในสภาพแวดล้อมที่มีน้ำน้อยหรือขาดแคลนน้ำได้ดีกว่าพืช C4 หรือพืช C3
เมื่ออยู่ในสภาพแวดล้อมที่เหมาะสม พืชบางชนิดสังเคราะห์ด้วยแสงโดยใช้วัฏจักรคัลวินเพียงอย่างเดียวแต่ถ้าอยู่ในสภาพแสดล้อมที่ไม่เหมาะสม เช่น การขาดแคลนน้ำ อุณหภูมิสูง หรือดินเค็ม เป็นต้น พืชจะแส