一、動植物都離不開錳
錳對所有的有機體，無論是植物或是動物，都是必要的。錳在地殼中的含量因地而異，差別很大。在一些酸性很強的土壤里，錳以正二價的形式存在，它是一種主要的可交換的陽離子，易于被植物吸收。但是在堿性土壤中，生物就不那么容易得到錳了，因為在這個條件下，二價錳變成氫氧化錳沉淀，有些細菌再把氫氧化錳氧化成二氧化錳，這種狀態(tài)的錳是無法進入植物體內(nèi)的。不過有趣的是，土壤里另外有一些細菌能促進上面那個反應往相反的方向進行，也就是說能把二氧化錳再變回為二價錳，因為這種細菌要從二氧化錳那里獲得它們所需的氧。
在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)上，缺錳會引起缺綠癥等許多病。植物缺錳為什么葉子就不綠了呢?這是因為光合過程需要錳。植物光合作用的器官好似串聯(lián)在一起的成千上萬個電池，是由許多能進行光合作用的單元組成的，每個單元都能接受光量子，把二氧化碳和水合成糖。在每個這樣的單元中，至少含有兩個錳離子，錳在這里可能進行著三價錳和二價錳間的互變，并在反復循環(huán)過程中發(fā)揮著作用，在光合作用的最后一步把水中的氧氧化成氧分子。
在土壤含錳量低或者含有效錳低的地區(qū)，動物也很容易患缺錳病�；歼@種病的動物一般會出現(xiàn)骨骼畸形，不能生育和運動失調(diào)。為什么會出現(xiàn)這些癥狀呢?可以這樣來比喻，骨骼是從肉里長出來的，正好象樹木、莊稼要從土壤長出一樣。我們把能長出骨骼、牙齒、雞蛋殼的有機物組織叫做基質。有了良好的基質，骨骼才能長好。缺少錳時，有機基質就發(fā)育不好，結果骨骼也長不好。用錳鹽治療運動失調(diào)和不育癥，會取得一定效果。
人類也需要錳，成人體內(nèi)庫存的錳為12—20毫克。用放射性54錳研究的結果發(fā)現(xiàn)，不管人們吃進的錳有多少，只有59％可以被吸收。這樣，豈不是吃進去的錳愈多，吸收的也愈多，人體組織里的錳也愈多嗎?但實際上并非如此，人體組織內(nèi)的錳量是維持在一定水平上的，似乎體內(nèi)有一套有效的“機構”負責控制，它可以把不需要的錳離子排出體外。人們發(fā)現(xiàn)體內(nèi)有一種專門運送錳的蛋白質把錳送到各處，我們把這種蛋白叫運錳蛋白。有趣的是這種蛋白質專門和正三價態(tài)的錳形成絡合物，然后帶著錳運行到各處。三價錳本來是很不穩(wěn)定的，為什么蛋白質偏選擇這種價態(tài)的錳，錳又是怎樣變成正三價的，這些目前還都是未解之謎。
二、酶王國的重要成員
酶是一種活細胞所產(chǎn)生的一類特殊蛋白質，它具有獨特的催化作用，、通常稱為生物催化劑。體內(nèi)各種物質代謝所起的化學變化，如營養(yǎng)物質的消化和吸收，各種組織成分的合成和分解以及能量的釋放和利用等，幾乎都是酶催化的。它能使體內(nèi)的這些生化反應顯著加速，甚至會加速幾萬到幾十萬倍，使那些本來在自然條件下需要極高溫度才能進行的生化反應，能在體溫的條件下順利地進行。
酶是一個龐大的家族，它的成員眾多，結構不同，功能也各異。酶大都由兩個基本的部分所組成，其中的一個部分稱為酶蛋白，而另一部分叫做輔酶。兩者單獨存在時因為沒有活性則一事無成，只有當兩者結合在一起組成全酶，才具有催化活性。輔酶是一類低分子的有機化合物，許多輔酶是有機基團與微量金屬組成的復合物，例如含鐵、銅、鋅、錳、硒的酶就多達數(shù)百種，在體內(nèi)發(fā)揮著各種各樣的獨特功能。人們通過實驗，發(fā)現(xiàn)許多需要金屬離子的酶可以被錳所激活，而且在與這些酶結合時，錳常和鎂競爭，促進肽水解的肽酶就屬于這種類型。
錳是精氨酸酶、脯氨酸肽酶、核糖核酸多聚酶、超氧化物歧化酶(SOD)等的組成成分。1980年有人研究發(fā)現(xiàn)，人類及其他哺乳類動物的衰老，可能與錳—超氧化物歧化酶的減少有關。因為這種酶的減少會引起機體抗氧化作用能力的降低，從而促進了機體的衰老。近代的研究認為錳在蛋白質的合成代謝中也起著微妙的作用，而且還參與了遺傳信息的傳遞。因為在七十年代末期，人們從脫氧核糖核酸DNA和核糖核酸RNA內(nèi)檢測出錳，而細胞內(nèi)的脫氧核糖核酸則是生物遺傳的物質基礎。脫氧核糖核酸DNA在體內(nèi)的合成要靠脫氧核糖核苷酸在DNA聚合酶的作用下才能完成，錳的巨大功勛在于能激活這種酶，使這些酶順利地進行生物催化的作用，完成DNA的合成。細胞分裂階段是DNA合成最旺盛的時期。DNA的含量成倍增加，隨著細胞的分裂，DNA平均分配給兩個子代細胞，故子代細胞中DNA的含量與親代一樣，性質也與親代相同�，F(xiàn)在已經(jīng)知道，后代的DNA實際是親代的“復制品”，這樣就能與親代保持相同的遺傳信息。遺傳特征是通過代謝類型表現(xiàn)出來的，由于DNA存在于細胞核內(nèi)，而蛋白質的合成主要在細胞質中，所以DNA不能直接控制蛋白質的合成，它必須先把遺傳信息轉錄給信息核糖核酸轉入到細胞質后，與核微粒結合在一起，這時依據(jù)信息核糖核酸轉錄來的信息“翻譯”成氨基酸連接順序，以合成某種特異的蛋白質(酶)。DNA的復制、信息核糖核酸的轉錄和蛋白質的合成，都是一些復雜的耗能性酶的促進過程，而錳則是這些酶中某些酶的活性基因或輔助因子，也是某些酶的激活劑，因此可以說錳參與了遺傳信息的傳遞。