土壌植物環境における銅の取り込み、本質、毒性、解毒、リスク評価

銅（Cu）は、人間、動物、植物にとって不可欠な金属ですが、潜在的に超光学レベルを超えて毒性があります。植物では、Cuは多数のメタロプロテインの必須補因子であり、いくつかの生化学的および生理学的プロセスに関与しています。しかし、Cuの過剰は、活性酸素種（ROS）の産生の強化を介して植物内の酸化ストレスを誘導します。その二重の性質（必須毒性と潜在的な毒性）により、この金属には、植物内の摂取、隔離と輸送、本質性、毒性、解毒の複雑なネットワークが含まれます。したがって、その可能性のある不可欠で有毒な役割を視野に入れている土壌植物と人間のシステムにおけるCuの生物地理化学化学的挙動を監視することが重要です。このレビューは、（i）土壌（ii）植物の蓄積（iii）植物毒性、（iv）植物内の耐性メカニズム、および（v）健康リスク評価の最新の理解を批判的に強調しています。Cuを介した酸化ストレスと、いくつかの酵素および非酵素抗酸化物質の上方制御が分子および細胞レベルで審議されています。さらに、Cu取り込みにおけるさまざまなトランスポータータンパク質の役割と、標的メタロプロテインへの適切な輸送については、批判的に議論されています。また、このレビューでは、植物の食物やそれに伴う健康障害におけるCUの蓄積も描かれています。最後に、このレビューは、植物内のCu生化学に関する将来の視点を提案しています。このレビューでは、最新の10テーブルと5桁の数字でサポートされている土壌植物と人間のシステムにおけるCuの生物地理化学化学的挙動の完全な絵を紹介します。大学院レベルの学生、科学者、産業家、政策立案者、規制当局にとって非常に興味深いことがあります。

Copper (Cu) is an essential metal for human, animals and plants, although it is also potentially toxic above supra-optimal levels. In plants, Cu is an essential cofactor of numerous metalloproteins and is involved in several biochemical and physiological processes. However, excess of Cu induces oxidative stress inside plants via enhanced production of reactive oxygen species (ROS). Owing to its dual nature (essential and a potential toxicity), this metal involves a complex network of uptake, sequestration and transport, essentiality, toxicity and detoxification inside the plants. Therefore, it is vital to monitor the biogeo-physiochemical behavior of Cu in soil-plant-human systems keeping in view its possible essential and toxic roles. This review critically highlights the latest understanding of (i) Cu adsorption/desorption in soil (ii) accumulation in plants, (iii) phytotoxicity, (iv) tolerance mechanisms inside plants and (v) health risk assessment. The Cu-mediated oxidative stress and resulting up-regulation of several enzymatic and non-enzymatic antioxidants have been deliberated at molecular and cellular levels. Moreover, the role of various transporter proteins in Cu uptake and its proper transportation to target metalloproteins is critically discussed. The review also delineates Cu build-up in plant food and accompanying health disorders. Finally, this review proposes some future perspectives regarding Cu biochemistry inside plants. The review, to a large extent, presents a complete picture of the biogeo-physiochemical behavior of Cu in soil-plant-human systems supported with up-to-date 10 tables and 5 figures. It can be of great interest for post-graduate level students, scientists, industrialists, policymakers and regulatory authorities.