2016年9月1日 星期四

與光合作用息息相關的錳(Manganese)

錳。圖片來源:Wiki

筆者在「」一文提到,由於當初鎂、錳與磁鐵礦都是產自希臘的色薩利大區(Thessaly)的馬格尼西亞州(Magnesia),在當地一開始都是用manganese來稱呼所有黑色的礦石,後來manganese才成為專屬於錳的字。

錳是誰發現的?雖然瑞士化學家舍勒(Carl Wilhelm Scheele,1742-1786)在使用氯化氫(HCl)通過軟錳礦(pyrolusite,二氧化錳)得到氯(chlorine)時,有意識到軟錳礦裡面有新的元素,但是錳直到1774年才由約翰·戈特利布·甘恩(Johan Gottlieb Gahn,1745-1818)將軟錳礦與碳反應後分離出錳。

錳在動植物裡面都是必需元素,植物的產氧複合體(OEC,Oxygen Evolving Complex)的中心由有四個二價錳(Mn2+)構成,當位於光系統II(photosystem II)的反應中心(reaction center)的兩個葉綠素a被光能激發失去電子後,如不立刻補足則下一次的電子傳遞將會消耗更大量的能量,如此一來光合作用的進行便會愈來愈困難。植物光系統II的D1蛋白會將自己的電子先提供給反應中心的葉綠素a,然後再向產氧複合體取得電子。而產氧複合體會累積電荷,直到帶四價正電時,一舉電解水,取得四個電子、四個氫離子並產生一個氧氣。除了植物的產氧複合體以外,地球上沒有任何生物可以在室溫下分解水。禾本科植物缺錳時,葉片上會產生卵圓形的黃斑(稱為grey speck);豆科植物缺錳則會造成葉脈間變黃(interveinal chlorosis)、種子變形等等。

對動物來說,有許多酵素都需要錳作為輔助因子,如尿素循環(urea cycle)裡面的精胺酸酶(arginase),就是含錳的蛋白質;而許多與氧化還原有關的酵素也都是含錳的蛋白質。不過就像很多物質一樣,吃多了一樣會有問題。錳吃多了會錳中毒(manganism),產生的症狀類似於巴金森氏症(Parkinson's disease)。但也因此,網路上一直有謠言說不鏽鋼餐具含錳,吃多了會中毒等等,但是不鏽鋼裡面的錳溶出量極低,低到不可能中毒(除非買到不允許使用於食具的206系列不鏽鋼),真的可以不用擔心。

參考資料:

Wikipedia. Manganese.

2015/8/18。張進成。水龍頭鉻超標、鍋子不鏽鋼含錳... 的謠言破解!重灌狂人。

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