Физиологическое значение меди в жизнедеятельности растений
Вопрос о роли меди в нуклеиновом обмене представляет большой интерес. Следует особенно отметить влияние меди на структуру и функции нуклеиновых кислот, которое, по-видимому, определяется сильной комплексообразующей способностью меди (Frieden, Alles, 1958).
Интерес в связи с обсуждением вопроса о значении этого элемента в нуклеиновом обмене представляет работа Фридена и Алеса (Frieden, Alles, 1958). Эти авторы исследовали соединение меди с нуклеиновыми кислотами и их предшественниками, измеряя падение скорости окисления аскорбата, катализируемого Сu2+. Ими было выявлено удивительное сродство нуклеиновых кислот и некоторых их предшественников к ионам меди. Комплексирующая сила нуклеотидов превышала таковую большинства аминокислот. Эти взаимодействия, по их мнению, имеют отношение к биологической роли РНК и ДНК.
М.М.Окунцов, В.Г.Врублевская и Т.А.Зайцева (1966) показали в опытах с проростками пшеницы повышение под влиянием меди биосинтеза аденина, аденозина и аденозинмонофосфата. Особенно увеличился синтез аденина, содержание его возросло в 2.2 раза по сравнению с контролем. Содержание же АТФ и АДФ под влиянием меди не повысилось.
Большой интерес представляет вопрос о значении меди в ауксиновом обмене. Эркама (Erkama, 1950), Виртанен (Virtanen, 1953) и Островская (1956) обнаружили факты прямой зависимости между содержанием меди в семенах злаков и бобовых и энергией их прорастания. В опытах Л.К.Островской недостаток меди при прорастании семян с низким ее содержанием как бы компенсировался обработкой их раствором β-индолилуксусной кислоты, значительно повышающей энергию прорастания семян, тогда как при обработке раствором медной соли семян с более высоким содержанием меди подобный эффект не наблюдался. Сопоставление этих данных с имеющимися в литературе сведениями о более быстром прорастании семян с большим естественным запасом ауксинов позволило М.С.Гамаюновой (1965) предположить участие меди в процессах обмена ростовых веществ. Такое же мнение было высказано еще раньше и Л.К.Островской (1956) на основании полученных ею данных об усилении активности аскорбинатоксидазы в проростках риса при обработке семян раствором индолилуксусной кислоты и высокой активностью этого фермента в проростках из семян с высоким содержанием меди. Это подтверждается также данными ряда авторов (Ванюгина, 1959; Зиновьев, Наумова 1959) о наличии положительной корреляции между содержанием в тканях индолилуксусной кислоты и активностью медьсодержащего фермента аскорбинатоксидазы.
В опытах М.С.Гамаюновой (1965) с рисом и озимой пшеницы также обнаружено более высокая интенсивность прорастания семян при более высокой естественной или искусственной (путем обработки их солями меди) обогащенности семян медью. Гамаюнова установила наиболее высокое содержание триптофана в обогащенных медью семенах в период набухания и прорастания. Это привело ее к предположению, что одной из форм участия меди в прорастании семян является ее участие в процессах, обеспечивающих усиление синтеза триптофана, являющегося предшественником индолилуксусной кислоты.
Вместе с тем, имеются сведения о том, что медь и железо способствуют окислению индолилуксусной кислоты с помощью перекиси водорода. Мы имеем в виду данные о способности перекиси водорода косвенно инактировать эту кислоту путем увеличения уровня активного кислорода при кислотном или светокатализируемом распаде, или в растворах со следами некоторых металлов. Ион меди и ион железа, в частности в меднопиридиновых комплексах, катализируют окисление индолилуксусной кислоты перекисью водорода (Turian, 1957). Как ион меди, так и медные комплексы могут катализировать окисление этой кислоты также атмосферным кислородом. Поскольку индолилуксусная кислота и продукты ее распада могут также связывать медь, Туриан предположил в случае с медью автокаталитический характер процесса окисления.