超氧化物歧化酶(SOD)的发现及其应用
超氧化物歧化酶的应用研究进展
超氧化物歧化酶的应用研究进展一、本文概述超氧化物歧化酶（Superoxide Dismutase，简称SOD）是一种重要的抗氧化酶，广泛存在于生物体内，其主要功能是催化超氧化物阴离子自由基（O2-）的歧化反应，从而保护细胞免受氧化应激的损害。
近年来，随着生物技术和分子生物学的发展，超氧化物歧化酶的应用研究取得了显著的进展。
本文旨在综述超氧化物歧化酶在各个领域的应用研究进展，包括其在医学、农业、食品工业以及环境保护等领域的应用，以期为相关领域的研究提供参考和借鉴。
在医学领域，超氧化物歧化酶作为一种重要的抗氧化剂，被广泛应用于疾病的治疗和预防。
研究表明，超氧化物歧化酶能够清除体内的自由基，减轻氧化应激对细胞的损伤，从而起到抗衰老、抗疲劳、抗辐射等作用。
超氧化物歧化酶还被用于治疗一些与氧化应激相关的疾病，如心血管疾病、癌症、糖尿病等。
在农业领域，超氧化物歧化酶的应用主要集中在提高植物抗逆性和促进植物生长方面。
通过基因工程技术将超氧化物歧化酶基因导入植物体内，可以提高植物对逆境的抵抗能力，如耐盐、耐旱、耐寒等。
同时，超氧化物歧化酶还可以促进植物的生长和发育，提高植物的产量和品质。
在食品工业领域，超氧化物歧化酶作为一种天然的抗氧化剂，被广泛应用于食品的加工和保存过程中。
它可以有效地抑制食品的氧化变质，延长食品的保质期，同时保持食品的营养成分和口感。
在环境保护领域，超氧化物歧化酶也被用于处理一些环境污染问题。
例如，超氧化物歧化酶可以用于处理工业废水中的有害物质，减少其对环境的污染。
超氧化物歧化酶还可以用于土壤修复和生态恢复等方面。
超氧化物歧化酶作为一种重要的抗氧化酶，在各个领域都展现出广泛的应用前景。
随着科学技术的不断进步，相信超氧化物歧化酶的应用研究将会取得更加显著的成果。
二、SOD的结构与功能超氧化物歧化酶（Superoxide Dismutase，简称SOD）是一类广泛存在于生物体内的金属酶，其主要功能是催化超氧化物（O2-）的歧化反应，从而将其转化为过氧化氢（H2O2）和氧气（O2）。
SOD的现代化应用
SOD的应用及其现代制成品作者单位院系摘要：超氧化物歧化酶（SOD），是英文SuperoxideDismutase的缩写，是体内对抗自由基的第一道防线。
当我们身体吸入氧气进行新陈代谢，就会产生超氧阴离子自由基，若不予以消除，会在体内产生连锁反应，破坏我们的细胞，是人体老化及疾病的元凶。
正常情况下，体内自由基的产生和清除处于动态平衡。
机体在自由基清除不足和抗氧化能力下降的情况下，生物膜的氧化作用增强，体内氧化物增多。
而SOD对清除体内致病因子－超氧自由基有特效。
SOD复合酶是唯一能清除细胞中自由基的酶，自由基是带有不成对电子、原子或离子，其化学性质活泼，有极高的氧化性能，以夺取核酸、氨基酸等生物分子的电子，使这些物质性质演化成毒性更强的羟自由基，可导致机体的多种疾病。
机体的衰老、病变及辐射伤害都同自由基的形式有关，故SOD有抗衰老、抗辐射、消炎、抑制肿瘤和癌症的功能。
此外，SOD对胃病、气管炎、皮肤病、烧伤、脚气等都有独特疗效，对醒酒、亢奋精神、抗疲劳、恢复体力、减肥也有很好的效果。
关键词：SOD；发展历程；合成；应用；化妆品；保健品；引言有关调查表明，随着经济的高速发展，竞争日趋激烈，生活节奏逐渐加快，人类在追求高品质高质量生活的同时，更加注重自身的健康了，健康长寿已然是一种生活潮流。
然而，对于普通大众来说，去买一些高档的奢侈品，例如鲍参鱼刺，虫草燕窝，又诸如高档商场名贵的化妆品，还是药店的功能保健品·····似乎不太现实。
因而，寻求一种普通大众也能消费得起的且功效显著的替代品，是极其必要的。
早在二十世纪中期，McCord and Fridovich (1969)及Fridovich(1975)分别于牛红血球中发现SOD，并分别发表有关O2․–与SOD的生物学上意义 (McCord and Fridovich, 1970; Fridovich, 1986)一系列论文。
超氧化物歧化酶
超氧化物歧化酶的药用价值
• （ 1 ）可抑制心脑血管疾病： 机体的衰老与体内 可抑制心脑血管疾病： 氧自由基的产生与积累密切相关， SOD 可清除 人体内过多的有害的氧自由，是对健康的有益的 功效成分。具有调节血脂的保健作用，可预防动 脉粥样硬化，预防高血脂引起的心脑血管疾病。 降低脂质过氧化物的含量。 • （ 2 ）抗衰老作用 抗衰老作用：年龄的增长和某些体外因素 会造成机体和皮肤组织自由基产生超过机体正常 清除自由基的的能力，从而使皮肤组织造成伤害， 导致衰老。由于 SOD 能够清除自由基，因而可 以延缓衰老。
啤酒废酵母中SOD的制备工艺 的制备工艺 啤酒废酵母中
酵母泥 洗涤 酵母菌复壮 酵母培养基 灭菌
离心收集细胞
SOD纯化 纯化
离心取上清液
破壁提取
提取条件的研究 1.细胞破壁方法 细胞破壁方法 分别对比了甲苯法、乙醇-氯仿法 异丙醇法。 氯仿法、 分别对比了甲苯法、乙醇 氯仿法、异丙醇法。异 丙醇法得到的 得到的SOD酶活最高。 酶活最高。 丙醇法得到的 酶活最高 2.异丙醇浓度的确定 异丙醇浓度的确定 90%的异丙醇提取得到的酶总活力最高 的异丙醇提取得到的酶总活力最高 的异丙醇 3.最佳提取时间 3.最佳提取时间 SOD的释放量随着提取时间的增加而增加到一定 的释放量随着提取时间的增加而增加到一定 的数量后， 的数量后，增加量减慢 。120min提取量和设备利用 提取量和设备利用 率都得到保证。 率都得到保证。 4.最适提取 的确定 最适提取 最适提取pH的确定 在pH7 .0时总酶活最高 时总酶活最高
工艺优点
工艺优点 工艺优点
•采用异丙醇破壁、丙酮二次纯化提取 采用异丙醇破壁、 采用异丙醇破壁 SOD生产工艺，可得到 生产工艺， 产品， 生产工艺 可得到SOD产品，且 产品 酶比活达3050．2 u/mg。胞内 酶比活达 ． 。胞内SOD提 提 取纯化老工艺一般要经过细胞破碎、 取纯化老工艺一般要经过细胞破碎、离 工艺优点 盐析、透析、离子交换层析、 心、盐析、透析、离子交换层析、凝胶 层析五至六个步骤。 层析五至六个步骤。才能达到酶比活大 的水平。 于3000u/mg的水平。因此该工艺步骤 的水平 设备少、操作简单、成本低。 少、设备少、操作简单、成本低。
SOD检测的临床意义与应用
超氧化物歧化酶（SOD）检测的临床意义与应用一些研究表明，人体利用的氧气中约有1%～3%转化为O2－·[1]。
体内有98%的氧还原成水，1%～2%的氧还原为氧自由基[2]。
据估计人体内总自由基中约95%以上属氧自由基[3]。
可见超氧阴离子自由基（O2－·）很大程度地决定了总自由基的量[4]，在自由基中占有重要的地位[5]。
大量研究证明，体内过量的自由基会损伤蛋白质、细胞膜，促使细胞组织DNA突变，从而诱发或加速人体多种疾患的产生与恶化。
在辐射损伤、炎症和应急反应、肿瘤病变、再灌注损伤、衰老等多种情况下，多伴随自由基异常剧增。
超氧化物歧化酶是体内自由基－超氧阴离子自由基（O2－·）重要的清除剂。
（一）超氧化物歧化酶（SOD）超氧化物歧化酶（superoxide dismutase，SOD；ECl.15.1.1）是一类广泛分布于组织细胞内的金属酶，用于催化超氧阴离子自由基（O2－·）发生歧化反应，它对平衡机体氧化与抗氧化系统、免除自由基损伤起着至关重要的作用。
人体中SOD水平与自由基含量呈负相关，其水平的高低可间接反映机体内自由基的含量。
SOD广布于全身各组织，以肝含量最高，其次为肾和红细胞，红细胞由于携带氧气的功能和暴露在富氧的环境中，需要大量的SOD以消除可能产生的自由基。
尿、脑脊液、浆膜腔积液、精液、支气管肺泡灌洗液等各种体液中也含有SOD[6]。
超氧化物歧化酶—超氧阴离子自由基（O2－·）重要的清除剂（二）临床意义众多临床研究资料表明，由于氧容易接受电子导致氧自由基形成激增而过剩，发生过氧化损伤。
对氧需求高的器官如心、脑等人体生命重要脏器，因其缺血、出血性病伤或手术治疗过程中很容易发生严重的缺血再灌注继发（自由基）损伤。
有大量的临床研究证明，如不及时进行自由基清除干预，就会带来严重的后果。
以聂瑾的报告[7]举例说明：在其临床研究中，急性脑梗死（ACI）治疗组（实施自由基清除剂依达拉奉干预治疗）的总有效率90％，显效率66.7％，死亡数为0；对照组（未实施自由基清除干预治疗）的总有效率只有53.3％，显效率仅为33.3％，死亡1例，两组间有显著差异性。
超氧化物歧化酶SOD1
一、超氧化歧化酶(SOD)简介超氧化物歧化酶（Superoxide Dismutase, EC1.15.1.1, SOD）是1938年Marn等人首次从牛红血球中分离得到超氧化物歧化酶开始算起，人们对SOD的研究己有七十多年的历史。
1969年McCord等重新发现这种蛋白，并且发现了它们的生物活性，弄清了它催化过氧阴离子发生歧化反应的性质，所以正式将其命名为超氧化物歧化酶。
超氧化物歧化酶Orgotein (Superoxide Dismutase, SOD)，别名肝蛋白、奥谷蛋白，简称：SOD。
SOD是一种源于生命体的活性物质，是一种新型酶制剂。
能消除生物体在新陈代谢过程中产生的有害物质。
对人体不断地补充SOD具有抗衰老的特殊效果。
它在生物界的分布极广，几乎从动物到植物，甚至从人到单细胞生物，都有它的存在。
SOD被视为生命科技中最具神奇魔力的酶、人体内的垃圾清道夫。
SOD是氧自由基的自然天敌，是机体内氧自由基的头号杀手，是生命健康之本。
全球118位科学家发表联合声明：自由基是百病之源，SOD是健康之本。
体内的SOD活性越高，寿命就越长。
二、超氧化物歧化酶（SOD）的化学修饰1、SOD修饰的原因超氧化物歧化酶（SOD）广泛存在于自然界一切生物体内，通过催化超氧阴离子自由基发生歧化反应，减轻或消除•O-2对机体的氧化或过氧化损害。
研究表明，机体的衰老、病变及辐射伤害都与自由基的形成和损伤有关，故SOD的应用有抗衰老、抗辐射、抗炎症、抗自身免疫性疾病、抑制肿瘤和癌症的功能。
研究还表明，SOD与胃病、帕金森综合症、老年痴呆症、心血管疾病等有着密切关系。
目前，在医药、食品、保健品、化妆品、美容等行业也已开始使用SOD。
SOD 具有许多独特的生物学特性和生理学功能，但天然的SOD稳定性较差，分子量较大，半衰期短，细胞膜通透性差，且多来源于异源性，具免疫原性，而限制了其在相关领域的应用。
2、SOD修饰改造的方法目前国内外已有很多的研究，化学修饰、基因重组、SOD模拟化合物,而以下则重点介绍的为化学修饰法.化学修饰大部分酶分子中可供修饰的功能基团主要是氨基、巯基、胍基、咪唑基、酚基、羟基和吲哚基等，SOD的修饰目前主要限于Cu，Zn SOD的氨基和胍基。
SOD及其应用[文献综述]
![SOD及其应用[文献综述]](https://img.taocdn.com/s3/m/6911c9201ed9ad51f01df26b.png)
毕业论文文献综述生物工程SOD及其应用1 前言超氧化物歧化酶( SOD) 是一类广泛存在于动物、植物、微生物中的金属酶, 是化学生物界研究的热点之一。
本文介绍了动物、植物SOD 的制备工艺。
作为生物体内自由基的清洁剂, SOD 对生物体( 包括人体) 具有重要的功能作用。
2 SOD制备超氧化歧化酶简称SOD。
1938年Keilin从牛血中分离出的一种含Cu的血铜-使细胞色素C的蛋白，1953又从小牛肝、鲸肝分离出肝铜蛋白。
1968年发现O2还原受到一种蛋白因子抵制。
1969年McCwrd及Fridovich根据血铜蛋白、肝铜-歧化活性，故将此酶命名为超氧化物歧化酶。
蛋白、脑铜蛋白皆有O2SOD是生物体防御氧化损伤的重要金属酶类, 广泛存在于需氧生物, 耐氧生物, 以及某些厌氧微生物中。
2.1 从动物血液中提取SOD 在自然界中广泛存在, 关于SOD 的提取纯化工艺亦日臻完善, 从动物血液中提取纯化SOD, 其基本工艺如下: ( 以猪血为例) 新鲜猪血的预处理, 离心除去黄色血浆(用于凝血酶制备) , 红血球用0.9%氯化钠清洗两次, 接着加二倍量的水搅拌溶血0.5h, 然后在溶血液中缓慢加入0.25倍体积的95%乙醇和0. 15倍体积的氯仿, 搅拌15min, 离心除去血红蛋白的清液。
清液经丙酮沉淀后, 离心得沉淀, 沉淀溶于水, 然后在55～65℃进行热变, 15 min 后离心除去沉淀得清液, 清液再加丙酮进行第二次沉淀, 沉淀溶于水并透析过夜,透析液离心去沉淀上DEAE- SephadexA - 50层析柱, 然后用pH 7. 6, 2. 5～50 mmol.L- 1的磷酸钾缓冲液进行梯度洗脱, 收集具有SOD 活性峰的洗脱液, 洗脱液经离心超滤浓缩, 冷冻干燥即得淡蓝绿色成品[11]。
动物血来源SOD 的重要意义在于对人体抗炎有效, 而人SOD 则有时反而无效。
有研究证明,牛SOD 在很低的剂量就有抗炎作用, 此因注射的SOD 中的一部分结合于细胞壁外的半特异性位置, 从而防止自由基的进攻, 这种异源性SOD可为膜所固定, 从而比细胞外的游离酶更有效, 同源的人SOD 不被这些膜受体所识别, 故不能发挥其活性[12]。
sod_百度百科
接受化疗的癌症病患体内的抗氧化能力会大大地降低，万一低到某个程度，自由基就会损害细胞、黏膜、五脏六腑、脑、中枢神经等．所以癌症患者应及时补充抗氧化剂来维持好体力。日本厚生省与美国癌症中心(NCI)亦建议使用抗氧化剂来预防癌症或治疗因[氧自由基]破坏细胞所引起的病变。降低抗癌药物所引起的如呕吐，食欲不振、掉发等副作用。
术语：超氧化物歧化酶
别名：肝蛋白、奥谷蛋白
SOD（超氧化物歧化酶）是一种源于生命体的活性物质，能消除生物体在新陈代谢过程中产生的有害物质。对人体不断地补充 SOD具有抗衰老的特殊效果。超氧化物歧化酶（Superoxide Dismutase, EC1.15.1.1, SOD）是1938年Marn等人首次从牛红血球中分离得到超氧化物歧化酶开始算起，人们对SOD的研究己有七十多年的历史。1969年McCord等重新发现这种蛋白，并且发现了它们的生物活性，弄清了它催化过氧阴离子发生歧化反应的性质，所以正式将其命名为超氧化物歧化酶。
1、抗氧化
医学报告指出， 抗氧化能力的衰退期已提前至35岁左右，光靠蔬果已经不足以消除人体内外共同形成的氧化压力
②．预防慢性病及其并发症
[自由基]是科学家最近才发现导致各种慢性病与老化的罪魁祸首故说它是[万病之源]，是人体健康的大敌，自由基对身体的伤害是日积月累的，尤其是糖尿病与心血管方面的疾病，林天送博士说：[照顾好您的心血管，就可以活到九十岁]。养成多多摄取抗氧化物的好习惯，保证可以让您远离慢性疾病的威胁。
(一) SOD
超氧化物岐化酶(SuperoxideDismutase)，简称SOD，ECl.15.1.1，是1969年美国Dude大学I．Fridovich教授和他的研究生McCoard发现的。
植物中SOD的分离提取及性质
详细描述
首先，将植物中的SOD进行分离和纯化，然 后使用凝胶色谱法进行分子量测定。这种方 法利用分子大小不同的蛋白质在凝胶色谱柱 中的扩散速度不同，从而分离出不同大小的 蛋白质分子。最后，通过与标准分子量的比
较，可以测定出植物中SOD的分子量。
植物中SOD的等电点测定
要中SOD的等电点 。
在环保领域的应用
空气净化
SOD具有清除活性氧和自由基的功能，可以用于空气净化。将SOD添加到空气净化器或空调系统中，可以有效地 去除空气中的有害物质，保护人体健康。
水质净化
SOD同样可以用于水质净化。将SOD添加到水处理系统中，可以有效地去除水中的有害物质，提高水质。同时， SOD的抗氧化作用还能够抑制水体中有机物和重金属的氧化反应，减少水体污染。
在农业领域的应用
植物育种
SOD在植物育种中具有重要的作用。它能够提高植物 的抗逆性，使植物在不良环境下仍能正常生长。通过 转基因技术将SOD基因导入植物中，可以培育出具有 更强抗逆性的新品种。
农药与肥料
SOD在农药和肥料中也有重要的应用价值。将SOD与 其他物质结合制成的新型农药和肥料，能够更有效地 提高植物的抗逆性和产量，同时减少对环境的污染。
植物中sod的分离提取及性质
汇报人：文小库
2023-11-13
CONTENTS
• 引言 • SOD概述 • 植物中SOD的分离提取方法 • 植物中SOD的性质研究 • 植物中SOD的应用研究 • 研究展望与挑战 • 参考文献
01
引言
研究背景和意义
植物中SOD（超氧化物歧化酶）的分离提取及性质研究具有重要的理论和实践意义。
要点二
详细描述
等电聚焦电泳法是一种根据蛋白质等电点进行分离的 方法。在电场的作用下，不同等电点的蛋白质会聚焦 在不同的pH值区域，从而可以根据聚焦位置确定蛋白 质的等电点。通过这种方法，可以测定出植物中SOD 的等电点。
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超氧化物歧化酶（SOD）的发现及其应用
早在1930年，Keilin和Mann就发现了SOD，不过，当时他们仅认为是一种蛋白质，并命名为血铜蛋白。
直到1969年，McCord和Fridovich在研究对黄嘌呤氧化酶时，发现SOD具有酶的活性，并正式把它命名为superoxidedismutse，中文名即为超氧化物歧化酶。
超氧化物歧化酶
一、超氧化物歧化酶（SOD）分类及作用
根据分子中所含的金属辅基不同，SOD可分为Cu，Zn-SOD，Fe-SOD，Mn-SOD 和Ni-SOD四类。
其中Cu，Zn-SOD主要存在于真核细胞的细胞浆中，如猪血、鸭血、猪肝等动物血液和内脏器官等组织中；Mn-SOD存在于真核细胞的线粒体、细菌中；Fe-SOD只存在于原核细胞中，如海藻中的螺旋藻、铁钉叶等；Ni-SOD 是最近发现只存在于某些极少数原核细菌中。
SOD是机体内天然存在的超氧自由基清除因子，它可以把有害的超氧自由基转化为过氧化氢和氧气，生成的过氧化氢会被过氧化氢酶(CAT)和过氧化物酶(POD)分解为完全无害的水。
因而SOD是机体内防止自由基损伤的第一道防线，，是生物体内最重要的抗氧化酶。
SOD作为机体内最有效、最重要的抗氧化酶之一，能有效清除老年机体代谢过程中所产生的超氧自由基，延缓衰老。
二、自由基
自由基是一类非常活跃的化学物质，是个有不成对（奇数）电子的原子或原子团。
其中最重要的是超氧自由基，它可聚集体表、心脏、血管、肝脏和脑细胞中。
如果沉积在血管壁上，会使血管发生纤维性病变，导致动脉管硬化，高血压，心肌梗塞；沉积在脑细胞时，会引起老年人神经官能不全，导致记忆、智力障碍以及抑郁症，甚至老年性痴呆等，是造成人类衰老和疾病的元凶。
而在衰老的皮肤和脑中存在的脂褐素和蜡样质,可使皮肤变黑和粗糙，这两种物质也是由自由
基引起。
SOD作为机体内天然存在的超氧自由基清除因子，可以有效地清除人体内的超氧自由基，因而在疾病治疗、食品及日用化学中有广泛的应用。
三、SOD的应用
（一）在医学上的应用
机体内的超氧自由基可以引起各种疾病,SOD作为它的天然清除剂,在正常情况下,与其保持动态平衡。
但在病理状态下,产生过量的超氧自由基，机体本身产生的SOD不能完全清除这些过多的超氧自由基，这些过多的超氧自由基则对机体产生危害。
SOD可以催化其进行歧化反应,减轻病情。
从事放射辐射工作而防护不良的工作人员,受电离辐射后,体内形成各种不同产物,产物又发生连锁反应,生成许多自由基而攻击人体,导致辐射病。
SOD的增加能抑制因辐射而引起的肿瘤的形成,并增加成纤维细胞的分化能力,有效地防止肿瘤的恶性发展。
此外，SOD不但可用于疾病的治疗,也可用于临床检查,如用SOD可作为矽肺诊断的指标。
（二）在食品工业上的应用
经研究证明，将SOD作为天然抗氧化剂加到食品中，可作为保鲜剂。
临床试验表明，SOD口服具有有效性，可通过胃肠道吸收进入人体内，因而SOD口香糖、SOD含片及口服液相继出现，成为体外补充SOD的重要方式之一。
（三）在日化工业上的应用
SOD在日化工业上的应用主要是护肤品和牙膏。
SOD在护肤品中主要有以下作用：一是作为化妆品添加剂，防止皮肤老化、
减少皱纹及祛斑，起到护肤的效果，如大宝SOD蜜等；二是预防和治疗有关皮肤病，如皮炎、痤疮、皮肤灼伤等。
因为SOD具有消炎作用，且是纯天然的，无毒副作用，所以其在口腔、牙齿保健方面有重要作用，如牙膏、漱口液、口香糖等可用于防治牙周炎。
（四）SOD在农业上的应用
SOD在转基因植物中的过量表达能不同程度地提高植物对恶劣环境的抵抗能力,Mn-SOD基因的过量表达在一定程度上可以提高转基因植物对氧胁迫的耐受性。
通过基因工程手段,增加植物内的SOD的表达,可以大大增强植物的抗逆性。
如Fe-SOD的过量表达能够增强叶绿体质膜和光合系统Ⅱ对MV(甲基紫精)和高盐过氧化胁迫的抗性。
结语
随着国内外对超氧化物歧化酶研究的日益深入，超氧化物歧化酶的应用越来越广泛。
,但是SOD的临床应用仍有一定的困难,如静脉注射,SOD在体内半衰期仅为6分钟,口服是否会在胃肠道中被破坏而失去疗效,口服后能否被吸收等问题还有待解决。
参考文献：
1.袁勤生主编，超氧化物歧化酶，华东理工大学出版社，2005年5月。
2.欧伶、余建瑛、欧阳立明、李素霞编著，应用生物化学，化学工业出版社，2009.2.
3.吴梧桐主编，生物化学，人民卫生出版社，2007年8月。