銅離子的生物學特性及其吸收轉運調控機制研究進展

侯金麗

摘要 介紹銅離子的生物學特性，闡述銅離子吸收轉運的調控機制，包括缺銅情況下銅離子平衡的調控和銅離子自我反饋調控途徑。

關鍵詞 銅離子；生物學特性；吸收轉運；調控機制

中圖分類號 Q581 文獻標識碼 A 文章編號 1007-5739（2015）14-0158-01

1 銅離子的生物學特性

銅是生物體正常生長不可缺少的重要微量元素之一。在生物體內，銅離子以還原態(tài)的Cu+[Cu（I）]和氧化態(tài)的Cu2+[Cu（II）]2種形式存在。Cu+的生化反應活性極高，只有在極度酸性的環(huán)境下或與其他分子結合的狀態(tài)下才能存在。相反，Cu2+在酸性及中性的水溶液中均可穩(wěn)定存在。通過Cu+和Cu2+之間的相互轉變，銅離子在生物體內參與光合作用、氧化磷酸化以及活性氧的消除等重要生物學過程。由于在生物體內參與眾多的生理生化反應，銅離子在過量的情況下，會對生物體產生毒害。銅離子的毒性在很大程度上是由于在Cu（I）和Cu（II）比較容易地相互轉變而導致的。此外，銅離子產生的毒性還很可能產生于Cu（I）和Cu（II）與生物大分子上的半胱氨酸、蛋氨酸和組氨酸側鏈的非正確結合。這種錯誤結合導致正常的金屬離子無法結合到正確的位點，這種非正常結合也可能導致蛋白的錯誤折疊，最終使蛋白等生物大分子失去活性[1]。

在細胞層面上，銅離子毒害主要表現(xiàn)為對細胞膜系統(tǒng)的破壞。在葉綠體中，過氧離子含量增加，可破壞類囊體膜，使光合系統(tǒng)Ⅰ（photosystem I）和光合系統(tǒng)II（photosystem II）之間的電子傳遞受到一定影響，導致光合作用的效率嚴重下降。最終使植物的生長受到抑制，出現(xiàn)葉片逐漸枯萎的現(xiàn)象，最終死亡。……