铜元素以离子形态高浓度存在时是具有毒性的,这与其他重金属元素一样(包括铝),所以几乎所有植物体内的铜都是以复合形式存在的,过量的铜结合在植物小分子肽上被钝化。水溶液中的铜是以一价和二价两种离子形态存在的,一价态极易氧化成二价态,在植物体内一价铜只存在于复合物中,一价铜复合物是无色的,二价铜往往是蓝色或褐色的。
铜元素是变价元素,所以它可以以氧化蛋白或酶的形式参与能量传输和电子传递。在植物体内有很多种含铜的酶类和蛋白。当缺铜时,这些酶类的活性迅速下降,并与植物出现的生长抑制或者代谢变化在多数情况下有直接的关系。
质体蓝素。叶绿体中有一半的铜与质体蓝素相结合,每个蛋白分子含有一个铜原子。质体蓝素是光系统I电子传递的组成部分,通常情况下,每1000个叶绿素分子中有3-4个质体蓝素分子。
超氧化物歧化酶。CuZnSOD分子在其活性位点上可能是1个铜原子与1个锌原子与组氨酸紧密结合。严重缺铜时,叶绿体中基粒片层分解、基粒膨大,这是典型的氧化损伤,这表明在缺铜时SOD同工酶不能在叶绿体中发挥作用。
细胞色素氧化酶。在线粒体电子传递链末端氧化酶的血红素构型中含有2个铜原子和2个铁原子。
抗坏血酸氧化酶。每分子该酶中至少含有4个铜原子,进行将氧气还原为水的反应。当缺铜时,该酶活性下降,它是表征植物铜营养状况极敏感的指标。
铜蛋白还有二胺氧化酶、多酚氧化酶等,在此不再一一列举。
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