logo

Физиологическое значение меди в жизнедеятельности растений

Имеются данные о положительном влиянии ряда микроэлементов, особенно меди, на процесс зеленения, на уменьшение разрушения хлоро­филла в темноте и при старении листьев и на увеличение прочности хлорофиллбелкового комплекса (Заблуда, 1938; Окунцов, 1946; Макарова, Соловьева, 1959; Абуталыбов, 1961; Суйковский, 1963 и др.).

5.jpgБ.А.Рубин и И.А.Чернавина (1959) обнаружили угнетающее дейст­вие на образование зеленых пигментов ингибиторов окислительных ферментных систем, а именно медь и железопротеидов. И.Д.Чернавина и Е.Р.Карташова (1967) высказали предположение, что восстановление под действием меди синтеза хлорофилла в тканях, утративших эту спо­собность, происходит главным образом за счет активирования дыхатель­ных цепей с участием медьсодержащих оксидаз. Рубин и Чернавина (1970) показали, что железо и активируемые им ферментные системы служат энергетической и материальной основой биосинтеза хлорофилла. При подавлении биосинтеза зеленых пигментов, вызванного недостатком же­леза, роль основного металла — активатора каталитических систем выполняет медь (медьпротеиды и сопряженные с ними энзиматические системы), но дыхание в этих условиях малоэффективно. Энергия запа­сается в ходе субстратного фосфорилирования при окислении фосфотриоз, пирувата и α-кетоглютарата. В этих условиях большое значение в энергетическом обмене приоб-ретают ацетилфосфат и неорганические полифосфаты. Способность аккумулировать энергию света сохраняется при этом за счет фосфорилирования циклического типа, при котором транспорт электронов возможен через пластоцианин в обход цитохрома f.

В опытах Я.В.Пейве, Г.Я.Жизневской и Г.Я.Крауя-Берзинь (1961) внесение меди в почву несколько повышало содержа- ние каротиноидов.

Появился ряд интересных работ, в которых были приведены прямые доказатель- ства значения меди в реакциях фотосинтеза (Аrnоn, 1950; Trebst, Eck, 1963; Bichop, 1964, 1966, и др.). Арнон, Требст и Эк обнаружили чувствительность к медьхелатирующим агентам и фотосинтеза, и реакции Хилла. Спенсер и Поссингэм (Spencer, Possingham, 1960) обнаружили ослабленную реакцию Хилла хлоропластов медьдефицитных растений. Бишоп установил, что медь в отличие от марганца оказывает большое влияние на фоторедукцию и слабое — на реакцию Хилла (рис. 4). При медной недостаточности, особенно в присутствии гербицида ДХММ, происходит ингибирование фоторедукции на 78% (рис. 5), интенсивность фотосинтеза при этом уменьшается на 65%, в то время как реакция Хилла угнетена только на 25%. Бишоп предполагает, что медь является существенным компонентом механизма транспорта электронов пигмент­ной системы I.

6.jpgВ последние годы проводятся весьма интересные исследования бел­ков — компонентов цепи переноса электронов при фотосинтезе, в частности веществ, участвующих в фотовосстановлении НАДФ хлоропластов. Широко известна роль ферредоксина, содержащего негеминовое железо, — белка с низким окислительно-восстановительным потенциалом, от ко­торого зависит восстановление НАДФ препаратами целых хлоропластов. Как теперь установлено, кроме ферредоксина, для фотообразования НАДФ•Н2

необходим еще белок флавиновой природы, а именно ферредоксин-НАДФ-редуктаза, катализирующая перенос электрона от вос­становленного ферредоксина к НАДФ. Несколько лет назад из высших растений и водорослей был выделен новый участник НАДФ-восстанавливающей системы — пластоцианин. Он представляет собой медьсодержа­щий белок с кислыми свойствами, относительно небольшим молекулярным весом (порядка 21 000), в окисленном состоянии обладающий интенсивной голубой окраской. Из трех упомянутых белков пластоцианин наиболее прочно связан со структурой хлоропластов: даже гипотоническая обра­ботка целых пластид приводит к освобождению лишь незначительного количества этого вещества.

Перейти на страницу:
1 2 3 4 5 6 7 8 9

 


Copyright © 2013 - SimpleBiology.ru - Все права защищены