In $C_4$ plants, atmospheric $\text{CO}_2$ is initially fixed in the mesophyll cytosol by Phosphoenolpyruvate (PEP) carboxylase using phosphoenolpyruvate ($PEP$) and bicarbonate ($\text{HCO}_3^-$) to form oxaloacetate ($OAA$). PEP carboxylase has a very high affinity for $\text{HCO}_3^-$ and lacks oxygenase activity, preventing photorespiration.
$C_4$ पौधों में पर्णमध्योतक (Mesophyll) कोशिकाओं में प्राथमिक कार्बोक्सीलीकरण फॉस्फोइनोल पाइरुवेट (PEP) कार्बोक्सिलेज एंजाइम द्वारा होता है। यह PEP और $\text{HCO}_3^-$ को जोड़कर 4-कार्बन वाला ऑक्सालोएसीटिक अम्ल (OAA) बनाता है।