Структурообразовательная роль кальция, формы участия магния в метаболизме; современные представления о роли микроэлементов в метаболизме растений.

Кальций. В почве содержится много Ca, и кальциевое голодание встречается редко(сильноя кислотность или засоленности почв и на торфяниках.) Общее содержание Ca у растений = 5–30 мг на 1 г сухой массы. Много Ca в бобовые, гречиха, подсолнечник, картофель, капуста, гораздо < зерновые, лен, сахарная свекла. В тканях двудольных растений Ca >, чем в однодольных. Ca накапливается в старых органах и тканях. Это связано с тем, что реутилизация Ca затруднена, т.к он из цитоплазмы переходит в вакуоль и откладывается в виде нерастворимых солей щавелевой, лимонной и др. к-т. В растениях имеется 2 запасных пула ионов Ca: внекл-ый (апопластный) и внутрикл-ый в вакуоли и эндопл-ом ретикулуме. Большое кол-во Ca связано с пектиновыми в-вами срединной пластинки и клеточной стенки. Он содержится также в хлоропластах, митохондриях и ядре в комплексах с биополимерами в виде неорг-их фосфатов и в форме иона. Взаимодействуя с «-» заряженными группами фосфолипидов, Ca стабилизирует клеточные мембраны. При недостатке Ca ↑ проницаемость мембран и нарушается их целостность.Недостаток Ca приводит к нарушению формирования кл-ых мембран и кл-ых стенок при делении клеток.

Регулирующее действие Ca на многие стороны метаболизма определяется его взаимодействием с внутрикл-ым рецептором Са – белком кальмодулином. Это кислый с изоэлектрической точкой при рН 3, 0–4, 3 термостабильный низкомолекулярный (мол. масса 16, 7 кДа) белок. Он обладает большим сродством к Са. Его комплекс с Са активирует многие F, пр: протеинкиназы, фосфоэстеразу, транспортную Са²⁺-АТФазу и др. Кальмодулин может связываться с мембранами в клетке и легко переходит в цитозоль. Влиянием Са на сборку и разборку элементов цитоскелета объясняется его необходимость для митоза, так как комплекс Са с кальмодулином регулирует сборку микротрубочек веретена.Са участвует в слиянии везикул Гольджи при формировании новой клеточной стенки.

Магний. Недостаток испытывают на песчаных и подзолистых почвах. Многоего в сероземах, черноземы занимают промежуточное положение. Водорастворимого и обменного Mg в почве 3–10 %. Мg поглощается растением в виде иона Mg^2+. При ↓ рН почвенного р-ра Mg поступает в растения в < кo-вах. Ca, K, аммоний и Mn действуют как конкуренты в процессе поглощения Mg растениями. Много Mg в молодых кл-х, а также в генеративных органах и запасающих тканях. Около 10–12 %Mg находится в составе хлор-ла. Мg необходим для синтеза протопорфирина IX – непосредственного предшественника хлорофиллов. Мg активирует ряд реакций переноса электронов при фотофосфорилировании, он необходим для передачи электронов от фотосистемы I к фотосистеме II. Мg яв-ся кофактором почти всех F, катализирующих перенос фосфатных групп. Это связано со способностью Mg к комплексо-ию. Для 9 из 12 реакций гликолиза требуется участие металловактиваторов, и 6 из них активируются мg. За искл. фумаразы, все F цикла Кребса активируются Mg или содержат его как компонент структуры. Для двух из семи (глюкозо-6-фосфат-дегидрогеназа и транскетолаза) ферментов пентозофосфатного пути необходим мg. Он требуется для работы F молочнокислого и спиртового брожения. Мg усиливает синтез эфирных масел, каучука, витаминов А и С. Ионы мg необходимы для формирования рибосом и полисом, связывая РНК и белок, а также для активации AK и синтеза белка. Он активирует ДНК- и РНК-полимеразы, участвует в формировании пространственной структуры нуклеиновых к-т.