Kobber

Kobber - Mikronæringsstoff hos planter. Tas opp av røttene som divalent kobberkation (Cu2+). Kobber deltar i fotosyntesens elektrontransport i form av kobberproteinet plastocyanin som befinner seg løselig bundet til det indre av tylakoidmembranen hvor det frakter elektroner mellom fotosystem II og fotosystem I

Kobber som vanlig inngår i reaksjon med oksygen er også kofaktor i oksidative enzymer som polyfenoloksidaser som oksiderer fenoler til brunfargede polyfenoler f.eks. på snittflater i eple, plomme, banan og potet. Den brune fargen som kommer fram under fermenteringsprosessen i te, kaffe, sjokolade og belgen fra vaniljeorkidéer skyldes polyfenoloksidaser.

Kobber inngår i enzymet cytokrom oksidase i respirasjonskjeden hvor kobber sammen med jern deltar i elektronoverføring og binding av oksygen (O2).  Reseptoren for plantehormonet etylen innholder kobber, samt enzymene askorbat oksidase, peroksidase, og fenol oksidase. Kobber kan bytte ut jern i enzymer og kobbersulfid kan inaktivere enzymer. Kobber kan også virke som et Fenton-reagens , oksiderre fettsyrer og gir membranskader. Kobber påvirker transporten av kalium (K+).

Andre eksempler på kobberenzymer Cu-Zn superoksid dismutase som avgifter superoksidradikaler (O2-) til hydrogenperoksid. Laccase er kobberproteiner som finnes i sopp, men også i planter. Hos sopp deltar laccase i nedbrytning av lignin og gir hvitråte. Hos planter har glykoproteinet laccase andre funksjoner.  Polyfenoloksidase er en monofenol monooksygenase (tyrosinase) og skilles fra andre typer polyfenoloksidaser som  katekol oksidase som oksiderer fenoler ved hjelp av dioksygen (O2).  Laccase er en p-difenol oksygen  oksidoreduktase. Plantacyanin er et kobberprotein funnet i griffelen hos vårskrinneblom (Arabidopsis thaliana) som  muligens deltar i veksten av pollenslangen. Kobber er giftig for plantene i høye konsentrasjoner.

Kobber trengs i små mengder som mikronæringsstoff og finnes i jord som toverdig kobber (Cu2+), bundet i mineraler med jern og mangan eller bundet til organiske kolloider. I landbruksområder hvor man bruker kobberholdige fungicider eller slam fra renseanlegg kan kobberinnholdet i jorden bli høyere. Røttene har høyaffinitets opptakssystemer, og det finnes mer generelle bærere for kobber, jern, mangan og zink. Kobberinnholdet er lavt i velluftet sandjord og podsol eller myrjord.Bokhvete er en art som er kjent for å akkumulere kobber, mer i røttene enn i de overjordiske delene.

Kobber (Cu2+) er et mikronæringsstoff, men i høyere konsentrasjon er kobber svært giftig for plantene. Cu2+ i høye konsentrasjoner kan erstatte andre metaller i metallproteiner, eller det kan reagere med SH-grupper på proteiner.

Kobber er et av transisjonsmetallene (overgangsgrunnstoffene) og mesteparten av kobbers funksjoner er koblet til redoksreaksjoner og elektrontransport hvor  Cu+ og Cu2+ inngår i reversibel oksidasjon og reduksjon.  Kobber tas opp av plantene som Cu2+. Kobber har høy affinitet til peptider og sulfhydrylgrupper, karboksylsyrerer og fenoler, slik at kobber er oftest bundet som chelat. Konsentrasjonen av fritt kobber i planten er svært lav. Kobberproteiner kan ha blå farge f.eks. plastocyanin som deltar i elektrontransporten i fotosyntesen.  Andre eksempler på kobberproteiner er:

1) CuZn-superoksid dismutase som omdanner superoksidanionradikaler til hydrogenperoksid.

2) Askorbat oksidase som overfører askorbat til dehydroaskorbat.

3) Cytokrom oksidase som er den terminale elektrontransportøren i mitokondriene.

4) Fenol oksidase som katalyserer oksygenering av fenoler. Oksidasene hydroksylerer monofenoler til difenoler og oksiderer difenoler til o-kinoner. Fenoloksidasene får navn etter sitt viktigste substrat f.eks. monofenoloksidase, polyfenoloksidase, fenolase, og tyrosinase. Polyfenoloksidaser deltar i biosyntese av lignin og alkaloider og danner brunfargede melaninforbindelser f.eks. ved såring i eple og potet. Polyfenol oksidase oksiderer monofenoler til O-difenoler, og dihydroksyfenoler til O-kinon. Kinoner kan polymerisere og reagere med aminosyregrupper i proteiner og gi brunfargete produkter, som i noen tilfeller kan virke som fytoaleksiner. Fenolene finnes i vakuolen, mens polyfenoloksidase finnes i cytoplasma eller plastider, f.eks. i amyloplaster i poteter.   Det er også mulig at kobber kan delta i dannelsen av hydroksylradikaler fra superoksid og hydrogenperoksid på samme måte som for jern i en Fenton-reaksjon. Cu2+ kan også hemme elektrontransporten i fotosyntesen.

5) Laccase. Japansk lakktre (Rhus vernicifera) inneholder laccase og stellacyanin. Mørkfaring og herding av saften fra treet skjer vha. laccase som omdanner oksygen til vann.

Kobbersulfat

Kobber(II)sulfat (CuSO4·5H2O). Kobbersalter har blå farge.

Kobbermangel hos planter

Kobbermangel gir klorose, men kobber er også meget giftig hvis konsentrasjonen er for høy. Kobbermangel gir mørkegrønne blad med nekrotiske flekker i spissen av unge blad, som etter hvert brer seg til basis og kanter. Bladene er vridd og misformet , forkrøplet vekst og det skjer prematur bladavkasting.  Ved mangel på kobber blir celleveggene i xylem (vedvev) og styrkevevet sklerenkym innsatt med mindre lignin fordi fenol oksidase og peroksidase deltar i biosyntesen av lignin. Kobbermangel gir redusert celledeling, redusert strekningsvekst, mindre siderøtter som også er brunfargete.

Kobber og kjemi

Kobber (l. aes cyprium - metall fra Kypros) har atomnummer 29, og befinner seg i periodesystemet i gruppe 11 og periode 4, og er et transisjonsmetall. Kobber har vært kjent av menneskene i tusenvis av år, fra gamle sivilisasjoner. Det har vært brukt til redskaper, våpen, mynter, smykker,  og som bestanddel i bronse (legering av kobber og tinn). Messing er en legering og kobber og sink. Kobber kan strekkes ut i tynne ledninger som fører elektrisk strøm. Kobberrør for ledning av vann, parafin eller gass (vær obs hvis det blir blått belegg i badekar eller servant, kobber er giftig, og la vannet renne litt før du bruker det til drikkevann. Hvis det er irr i kokekar må det ikke brukes til mat). Kobber brukt i takbeslag og takrenner får en naturlig beskyttende hinne fra oksidasjon.  Bergverksindustri og Røros kobberverk, Olavsgruva, Johan Falkberget. Kobber har meget god elektrisk og termisk ledningsevne.

Metallisk kobber er brunfarget kan lages ved elektrolyse, og rent kobber er nødvendig for å kunne brukes i elektriske ledninger. Urent kobber brukes som anode i elektrolysecellen med kobbersulfat og svovelsyre som elektrolytt. Ved katoden er det tynne plater med ekstra rent kobber. Ved katoden blir kobber redusert, og etter hvert som anoden forbrukes blir kobberkatoden med rent kobber større. Rester med anodeslam som kan inneholde, gull, sølv og platina fjernes fra raffineringsprosessen.

Tilbake til hovedside

Publisert 4. feb. 2011 10:30 - Sist endret 17. sep. 2019 16:07