logo

Физиологическое значение меди в жизнедеятельности растений

Следует также упомянуть в качестве медьсодержащих ферментов ксантиноксидазу, катализирующую окисление ксантина, уратоксидазу, катализирующую окисление пуринового кольца. Руссос и Морроу (Roussos, Morrow, 1966) выделили из клеток стенки кишечника крупного ро­гатого скота фермент, в составе которого они обнаружили железо, медь и ФАД в отношении 17:4:1. Этот фермент также оказался ксантиноксидазой, которая в отличие от ферментов такого типа не содержит молибдена.

Установлена полифункциональная роль меди в составе ряда оксидаз. Так, в составе лакказы Polyporus versicolor обнаружено наличие четырех атомов меди трех различных типов: одного атома меди типа I, одного атома меди типа II двух диамагнитных атомов меди. Такая структура обеспечивает кооперацию одноэлектронного переноса в окислении суб­страта с четырехэлектронным переносом при восстановлении кислорода.

К.И.Замараев (1967) провел анализ спектров электроннопарамаг­нитного резонанса медьсодержащих белков и ферментов: лакказы, церулоплазмина, цитохромоксидазы, бензиламнноксидазы, диаминокисдазы, Сu2+-карбоксипептидазы и Сu2+-карбоангидразы, эритрокупреина, медьсодержащего белка, входящего в состав ферментной системы Nitrosomonas europea, окисляющей гидрокисламин. Полученные спектры свидетельствуют о том, что во всех случаях Сu2+ находится в составе комплекса с функциональными группами белка. Медь и железо являются активатором нитритредуктаз и редуктаз окиси азота (Nicholas, 1961).

Кроме выше названных медьсодержащих ферментов, в которых медь прочно связана с белком, имеется еще ряд медьферментных комплексов, в которых медь непрочно связана с белком и может быть заменена дру­гими металлами. К ним относится иодиназа тирозина, способствующая образованию дииодтирозина и сульфидоксидаза, окисляющая серово­дород до тиосульфата.

Недостаток меди ведет к снижению активности медьсодержащих ферментов. В ряде работ (Оканенко, Островская, 1950; Островская, 1961; Ковальский, Масляная, 1964, и др.) было показано, что условия питания медью всегда сказываются на активности медьсодержащих ферментов — полифенолоксидазы и аскорбинатоксидазы. Снижение активности медьсодержащих ферментов при недостатке меди сопровождается повышением активности железопротеидных ферментов (Kohan, 1955).

Приведем один интересный факт. Известно, что полифенолоксидаза участвует в окислении полифенолов и дубильных веществ, происходящем при скручивании и завяливании чая в процессе его ферментации. Недавно работами цейлонских исследователей было сделано открытие, имеющее важное практическое значение, но не используемое пока в нашем чайном производстве, а именно: ферментация черного чая не происходит, если листья содержат меди меньше 15 мг/кг. В этом случае активность полифенолоксидазы, ответственной за процесс ферментации, слишком пони­жена. Вместе с тем, чайные растения, содержащие менее 10 мг меди на 1 кг листьев, хорошо растут. Последнее обстоятельство свидетельствует о том, что низкая активность полифенолоксидазы не сказывается на жизнедеятельности растения.

По современным представлениям, полифенолоксидаза и пероксидаза в сочетании с фенольными субстратами участвуют на промежуточных этапах переноса водорода, тогда как цитохромоксидаза действует на концевом участке дыхательной цепи.

Таблица 1

Медьсодержащие ферменты

4.jpg

Хотя факт вхождения меди в состав цитохромоксидазы открыт на животных объектах, нет никакого сомнения в том, что то же самое относится к участию меди в функции растительных митохондрий. М.С.Гамаюновой и Л.К.Островской (1964) обнаружено повышение активности цитохромоксидазы под влиянием солей меди.

Благодаря способности некоторых микроэлементов — железа, мар­ганца, меди и молибдена менять свою валентность они занимают цент­ральное положение в регулировании окислительно-восстановительных реакций биохимических процессов не только дыхания, но и таких фунда­ментальных, как фотосинтез и усвоение молекулярного азота. Значение железа и марганца для процессов фотосинтеза хорошо известно. Недавно это было доказано и для меди. Еще раньше был получен ряд данных, которые давали косвенное указание на возможное участие меди в процессе фотосинтеза. К ним относились имевшиеся факты о скоплении меди в хлоропластах (в них сконцентрировано 70% всей меди, находящейся в листе), а также факты необходимости меди для синтеза железопорфириновых комплексов. Г.И.Сорокина (1967) указывает на возможность уча­стия меди в биосинтезе хлорофилла на уровне превращения протохлорофилла. Возможно, не случайно для образования в организме гемоглобина и хлорофилла — веществ, очень близких по своему, составу и своему большому значению в живой природе, — требуются и железо и медь.

Перейти на страницу:
1 2 3 4 5 6 7 8

 


Copyright © 2013 - SimpleBiology.ru - Все права защищены