Формы участия магния в метаболизме

У высших растений среднее его содержание в расчете на сухую массу 0,02-3,1%, у водорослей 3,0-3,5%. Особенно много его в кукурузе, просе, сорго, конопле, а также в картофеле, свекле, табаке и бобовых. Около 10-12% магния входит в состав хлорофилла. Много магния в молодых клетках и растущих тканях, а также в генера­тивных органах и запасающих тканях. В семенах (зародыше, оболочке) большая часть магния находится в со­ставе фитина. Накоплению магния в молодых тканях способствует его сравнительно высокая подвижность в растениях, что обу­словливает его вторичное использование (реутилизацию) из ста­реющих тканей.

Магний поступает в растение в виде иона Mg²⁺.

Магний необходим для синтеза протопорфирина – предшественника хлорофиллов.

Магний активирует ряд реакций переноса электронов при фотофосфорилировании, восстановление NADP+, влияет на скорость реакции Хилла, он необходим при передаче электронов от ФС II к ФС I.

Магний является кофактором почти всех ферментов, ката­лизирующих перенос фосфатных групп (фосфокиназ, фосфотрансфераз, АТРаз, пирофосфатаз). Это связано со способ­ностью магния к комплексообразованию.

Магний необходим для многих ферментов гликолиза и цикла Кребса. Его недостаток приводит к уменьшению количества, нарушению формы и в ко­нечном счете к исчезновению крист в митохондриях. За исключением фумаразы, все фер­менты цикла Кребса активируются магнием или содержат его как интегральный компонент структуры. Для двух из семи ферментов пентозофосфатного пути (глюкозо-6-фосфатдегидрогеназа и транскетолаза) также необходим Mg. Он требуется и для работы ферментов молочнокислого и спиртового брожения.

Магний усиливает синтез эфирных масел, каучука, витами­нов А и С.

Mg²⁺ необходим для формирования рибосом и полисом, для активации аминокислот и синтеза белков. Он активирует ДНК- и РНК-полимеразы, участ­вует в формировании определенной пространственной струк­туры нуклеиновых кислот.

При повышении степени обеспеченности магнием в расте­ниях возрастает содержание органических и неорганических форм фосфорных соединений, что связано с активацией магнием ферментов, участвующих в мета­болизме фосфора.

При недостатке магния уменьшается содержание фосфора в растениях, накапливаются моносахариды, тор­мозится их превращение в полисахариды (в крахмал), слабо функционирует аппарат синтеза белка, рибосомы диссоции­руют на субъединицы, нарушается формирование пластид: матрикс хлоропластов просветляется, граны слипаются, ламеллы стромы разры­ваются и не образуют единой структуры, вместо них появ­ляется много везикул.

При магниевом голодании между зе­леными жилками появляются пятна и полосы светло-зеле­ного, а затем желтого цвета. Края листовых пластинок при­обретают желтый, оранжевый, красный или темно-красный цвет, и такая «мраморная» окраска листьев наряду с хлоро­зом служит характерным признаком нехватки магния. На более поздних стадиях магниевого голодания светло-желтые и бело­ватые полоски отмечаются и на молодых листьях, свидетель­ствуя о разрушении в них хлоропластов, а затем и каротиноидов, причем зоны листа, прилежащие к сосудам, дольше остаются зелеными. Впоследствии развиваются хлороз и нек­роз, затрагивая в первую очередь верхушки листьев.

Признаки магниевой недостаточности вначале проявляются на старых листьях, а затем распространяются на молодые листья и органы растения. Высокая и продолжительная осве­щенность усиливает признаки нехватки магния.