Физиология растений - Якушкина Н.И.
Скачать (прямая ссылка):
ферментами и их простетическими группами, а также участвуя в соз-
дании определенной конфигурации белковых молекул. Так, SH-rpyn-
пы связывают белок с такими коферментами, как НАД или ФАД.
Часто за счет дисульфидных связей сохраняется трехмерная струк-
тура белка, а следовательно, его активность.
Сера, поступая в растение в виде иона SO4, быстро переходит в
органическую форму при участии АТФ и магния:
ft сульфорилаза
SOl- + АТФ —--? АФЭ + Ф—Ф
Mg2+ аденозии-5-фосфосульфат
киназа
АФЗ + АТФ-ФАФБ + АДФ
Mg2+ фосфоадеяозиифосфосульфат
Такой активированный сульфат подвергается дальнейшему восста-
новлению при участии ферредоксина. В восстановленной форме сера
включается в аминокислоты.
Восстановленная сера в растении может подвергаться снова окис-
лению. Окисленная форма неактивна. Показано, что в молодых орга-
нах сера находится главным образом в восстановленной форме, а в
старых — в окисленной.
К макроэлементам-металлам относятся К, Ca, Mg, Fe. Участие в
каталитических реакциях характерно главным образом для метал-
лов. Металлы могут осуществлять влияние на процессы обмена раз-
личным путем: 1) непосредственно входя в активный центр фермен-
та (в простетическую группу или в апофермент). Таковы ферменты,
содержащие железо, медь и некоторые другие элементы. Функция
металла заключается чаще всего в переходе из окисленной в восста-
новленную форму, что сопровождается переносом электрона; 2) ак-
тивируя тот или иной фермент путем изменения заряда белка-фер-
мента или его конфигурации; 3) являясь связующим мостиком меж-
ду ферментом и субстратом и тем самым облегчая их взаимодействие;
4) изменяя константу равновесия ферментативных реакций; 5) изме-
няя равновесие между активной и неактивной формами фермента;
6) связывая ингибиторы тех или иных ферментативных реакций.
Кальций входит в состав растений в количестве 0,2 %, поступа-
ет в виде иона Ca2+. Роль кальция разнообразна. Кальций, соединя-
ясь с пектиновыми веществами, дает пектаты кальция, которые яв-
ляются важнейшей составной частью клеточных оболочек растений.
Срединные пластинки, склеивающие клеточные оболочки соседних
клеток, состоят по преимуществу из пектатов кальция. При недос-
татке кальция клеточные оболочки ослизняются, что особенно ярко
проявляется на клетках корня. Кальций плохо передвигается по рас-
тению, поэтому для предупреждения ослизиения необходимо, чтобы
ионы Ca2+ непосредственно соприкасались с клетками корпя. Ска-
занное было продемонстрировано в опытах, поставленных по мето-
ду изолированных водных культур. В этих опытах одну прядь корней
помещали в питательный раствор, содержащий все необходимые пи-
тательные вещества; другую прядь корня того же растения — в рас-
твор с исключением кальция. Очень скоро клетки корпя, которые на-
ходились в растворе без кальция, начали ослизняться и загнивать.
Кальций повышает вязкость цитоплазмы, что видно на опытах с
формами плазмолиза. В солях кальция плазмолиз имеет вогнутую
форму, так как более вязкая цитоплазма с трудом отстает от клеточ-
ных оболочек. Кальциевая соль лецитина входит в состав мембран,
поэтому присутствие кальция важно для нормального их функцио-
нирования. Кальций принимает участие в поддержании структуры
хромосом, являясь связующим звеном между ДНК и белком. При не-
достатке кальция наблюдаются повреждение хромосом и нарушение
митотического цикла. Кальций необходим также для поддержания
структуры митохондрий и рибосом. Кальций является активатором
таких ферментов, как фосфорилаза, адепозинтрифосфатаза и некото-
рые другие. Кальций реагирует с различными органическими кисло-
тами, давая соли, и тем самым является в определенной мере регу-
лятором pH клеточного сока.
Магний. Содержание магния в растениях ссотавляет 0,17%. Маг-
ний поступает в растение в виде иона Mg2+. Магний входит в состав
основного пигмента зеленых листьев — хлорофилла. Магний поддер
живает структуру рибосом, связывая РНК и белок. Большая и малая
субъединицы рибосом ассоциируют вместе лишь в присутствии маг-
ния. Отсюда синтез белка не идет при недостатке магния, а тем бо-
лее в его отсутствии. Магний является активатором многих фермен-
тов. Важной особенностью магния является то, что он связывает
фермент с субстратом по типу хелатиой связи. (Клешневидная связь
между органическим веществом и катионом.) Так, например, при-
соединяясь к пирофосфатной группе, магний связывает АТФ с соот-
ветствующими ферментами. В связи с этим все реакции, включающие
перенос фосфатной группы (большинство реакций синтеза, а также
многие реакции энергетического обмена), требуют присутствия маг-
ния. Магний активирует такие ферменты, как ДНК- и РНК-полиме-
разы, аденозинтрифосфатазу, глютаматсинтетазу, а также ферменты,
катализирующие перенос карбоксильной группы,— реакция карбок-
силирования и декарбоксилироваиия.
В ряде случаев, влияние магния па работу ферментов определя-
ется тем, что он реагирует с продуктами реакции, сдвигая равнове-
сие в сторону их образования. Магний может также ииактивировать
