Magnesium

Magnesium - Makronæringsstoff hos plantene. Tas opp av røttene i jorda som divalent magnesiumkation (Mg2+). Finnes i samme gruppe som kalsium og strontium i periodesystemet. Alt levende liv er avhengig av magnesium. Plantene trenger relativt store mengder magnesium og det kan bli mangel for planter som vokser på sur sandholdig jord. Magnesium inngår som chelat i tetrapyrollringen i klorofyll. Magnesium stabiliserer den tredimensjonale strukturen til ribosomer, samt er en aktivator for flere enzymer bl.a. ribulosebisfosfatkarboksylase og fosfoenolpyruvat karboksylase. I reaksjoner hvor ATP inngår er det oftest MgATP-komplekset som er substrat, hvor Mg2+ er motion for den negative ladningen i ATP. 

Det er egne magnesiumtransportører i plasmamembranen, vakuolemembranen, og i yttermembranen til kloroplaster og mitokondrier. De er forskjellig fra andre kationtransportører, hvorav noen (MHX) virker som magnesium-proton (Mg2+-H+) antiport.

Magnesium finnes i dolomittkalk (MgCO3CaCO3) jfr. dolomittene, magnesitt (MgCO3) og i serpentin (3MgO·2SiO2·2H2O). Sjøvann inneholder relativt mye magnesium. Magnesiummangel vises som klorose mellom ledningsstrengene i bladet og ofte med nekrotiske flekker. Magnesium er relativt lett flyttbart internt i planten slik at det er de eldste delene som viser mangelsymptomer hvis det blir for lite.

Magnesium er et makronæringsstoff som tas opp av plantene som Mg2+, et toverdig kation (gr. magnesia). Magnesium hører sammen med kalsium til jordalkaliemetallene i det periodiske system. Opptaket av magnesium hemmes av andre kationer som kalium (K+), ammonium (NH4+), kalsium (Ca2+) og mangan (Mn2+). Tørrstoffet fra planter inneholder fra 0.1-0.8 % magnesium.  Magnesium er bundet som et chelat i sentrum av tetrapyrollkjernen i klorofyll. Innsettingen av magnesium i porfyrinstrukturen katalyseres av enzymet magnesium chelatase. Når klorofyll brytes ned til feofytin fjernes magnesium, katalysert av magnesium dechalatase, og erstattes med to protoner (H+).

Magnesium kan inngå ionebinding med sterkt nukleofile ligander som fosforylgrupper. I alle enzymreaksjoner som bruker ATP er det derfor vanligvis Mg-ATP som er substratet. Pektin i celleveggen binder magnesium, og magnesium kan lagres i vakuolen. Magnesium aktiverer enzymer i respirasjon og fotosyntese og deltar i syntese av DNA og RNA. Fotosynteseenzymet rubisko trenger magnesium, noe som øker binding av karbondioksid. Magnesium er nødvendig for sammenkobling av enhetene i ribosomer. RNA polymerase og fruktose-1,6-bisfosfatase er eksempler på enzymer som behøver magnesium for å ha maksimal katalytisk aktivitet.

  Magnesiummangel kan opptre i mange økosystemer, spesielt på sur torvjord og jord som inneholder mye grus og sand. Magnesium er relativt lite transporterbart internt når det har kommet inn i planten. Mangelsymptomene viser seg som klororose mellom grønne bladnerver, først i eldre blad. Ved alvorlig magnesiummangel blir bladene gulhvite og det skjer prematur bladavkasting. Magnesiummangel seg fra jernmangel ved at det dannes nekrotiske flekker på bladene. Om våren (vårfarger) kan rødbrun farge på unge ikke utviklete blad skyldes midlertidig magnesiummangel ved oppbyggingen av klorofyll. Slik rødfarge kan imidlertid også skyldes anthocyaniner. Kunstgjødsel (mineralgjødsel) inneholder magnesium,  og andre viktige magnesiumkilder er dolomitt (CaMg(CO3)2, kieseritt (MgSO4·H2O) og magnesitt (magnesiumkarbonat, MgCO3), samt olivin ((Mg, Fe)2SiO4).

I muskelbevegelser hos dyr brukes det store mengder ATP, med tilhørende behov for magnesium.

Magnesium og kjemi

Magnesium er et jordalkalimetall, atomnummer 12, i gruppe 2 og periode 3 i periodesystemet. Metallisk magnesium har lav tetthet. Det er store mengder Mg2+ i sjøvann, hvor det er det tredje vanligste grunnstoffet etter natrium (Na+) og klorid (Cl-). Når sjøvann gjøres basisk kan Mg2+ felles ut som magnesiumhydroksid (Mg(OH)2. Utfellingen kan filtreres ut og løses i saltsyre (HCl).

Mg(OH)2 + HCl → MgCl2 + 2H2O

Denne løsningen kan dampes inn til fast magnesiumklorid (MgCl2), som deretter kan smeltes og ved elektrolyse dannes det magnesium ved katoden og klorgass (Cl2) ved anoden:

MgCl2 → Mg + Cl2

Magnesium kan også fremstilles fra magnesiumoksid ved høy temperatur med silisium som katalysator. Kjemikeren Sir Humphy Davy fremstilte i 1808 rent magnesium via elektrolyse. Magnesiumsulfat (MgSO4) kalt Epsomsalt. Finfordelt metallisk magnesium brenner med et hvitt lys, brukt i fyrverkeri. I gamle dager som blitzlys ved innendørsfotografering. Magnesium inngår i legeringer med aluminium.

Tilbake til hovedside

Publisert 4. feb. 2011 10:34 - Sist endret 17. sep. 2019 13:17