超氧化物歧化酶SOD1
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。
耐热sod酶的作用

耐热sod酶的作用
耐热超氧化物歧化酶(sod)的作用主要体现在以下几个方面:
1. 抗氧化和清除自由基:sod可以催化超氧阴离子自由基歧化生成氧气和过氧化氢,从而起到抗氧化的作用。
同时,它还能清除其他自由基,如羟自由基和过氧化氢等,减少这些自由基对细胞的损伤,有利于细胞的正常代谢和健康。
2. 保护细胞和组织:sod可以防止超氧阴离子自由基的积累,保护细胞和组织的结构和功能,提高机体的免疫力。
3. 抗衰老和延长寿命:sod可以清除自由基,减少细胞损伤,延缓细胞衰老,从而起到抗衰老的作用。
同时,sod的活性可以影响许多生物过程,包括衰老、死亡和寿命的延长。
4. 抗肿瘤和抗炎作用:研究表明,sod可以通过调节肿瘤细胞的生长、侵袭和凋亡等过程来抑制肿瘤的发展。
此外,sod还具有抗炎作用,可以减轻炎症反应和组织损伤。
5. 保护心脑血管健康:sod可以清除自由基,保护血管内皮细胞,降低血脂水平,从而降低心脑血管疾病的发生风险。
6. 抗辐射和抗菌作用:sod可以增强机体的抗辐射能力,减少辐射对细胞的损伤。
此外,sod还具有一定的抗菌作用,可以抑制细菌的生长和繁殖。
总之,耐热超氧化物歧化酶(sod)的作用非常广泛,涉及到抗氧化、抗炎、抗衰老、抗肿瘤、心血管保护等多个领域。
需要注意的是,这些作用的实现需要通过补充足够的sod或者加强机体内的sod
活性来实现。
因此,保持机体内的sod活性对于维护健康非常重要。
猪血中超氧化物歧化酶(SOD)的分离纯化及活力测定、同工酶电泳

一、原理1.超氧化物歧化酶(SOD)超氧化物歧化酶(superoxide dismutase,SOD)是一种能专一地清除超氧离子自由基()的金属酶,它具有抗衰老、抗辐射、抗炎及抗癌等作用因而在医药、化妆品及食品工业等方面有了广泛的应用前景。
SOD是一种酸性蛋白,对热、pH和蛋白酶的水解较一般酶稳定。
按照它所含金属离子的不同,可分为Cu-Zn-SOD(二聚体,蓝绿色)、Mn-SOD(紫红色)和Fe-SOD(黄褐色)三种。
SOD催化下述反应:2+2→+。
机体内的过量和不足均对机体不利,SOD 对过量的的及时清除保证了机体内的含量相对的平衡。
机体内的形成可分为生理性和病理性两方面。
在一些正常生理过程中会形成一些。
例如:呼吸链中电子传递结果可产生一些。
在某些疾病(如氩中毒、辐射病等)过程中会产生大量的。
过量的如不及时清除,会对细胞损伤。
SOD将歧化为和,而过氧化氢(物)酶、谷胱甘肽过氧化酶可催化或氧化氢分解,在机体内形成一套解毒系统,对机体起防护作用。
2.有机溶剂沉淀法分离纯化蛋白质本实验采用有机溶剂沉淀法以新鲜猪血为原料,从中提取SOD并进行分离纯化。
有机溶剂沉淀法的基本原理:①亲水性有机溶剂加入溶液后降低了介质的介电常数,使溶质分子之间的静电引力增加,聚集形成沉淀;②水溶性有机溶剂本身的水合作用降低了自由水的浓度,压缩了亲水溶质分子表面原有水化层的厚度,降低了它的亲水性,导致脱水凝集。
常见的有机溶剂有丙酮和乙醇等。
3.邻苯三酚自氧化法测定酶活力酶活性测定的方法有以下几种方法:邻苯三酚自氧化法、黄嘌呤氧化酶法、NBT光还原法、化学发光法、肾上腺素自氧化法及亚硝酸法等。
本实验SOD酶活性采用邻苯三酚自氧化法测定,酶活性单位定义为:每毫升反应液中,每分钟抑制邻苯三酚自氧化速率达50%的酶量定义为1个酶单位。
邻苯三酚自氧化法的原理:利用邻苯三酚在碱性条件下能迅速自氧化,产生,生成有颜色的中间产物。
反应开始后先变成黄绿色,几分钟后转为黄色,吸光度值与反应时间能在3~4 min内维持线性关系。
超氧化物歧化酶(SOD)

简介超氧物歧化酶(Superoxide Dismutase简称SOD)是一种新型酶制剂。
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。
SOD类型:超氧化物歧化酶按其所含金属辅基(活性中心)不同可分为三种,第一种是含铜(Cu)锌(Zn)金属辅基的称(Cu.Zn—SOD),最为常见的一种酶,呈绿色,主要存在于机体细胞浆中;第二种是是含锰(Mn)金属辅基的称(Mn—SOD),呈紫色,存在于真核细胞的线粒体和原核细胞内;第三种是含铁(Fe)金属辅基的称(Fe—SOD),呈黄褐色,存在于原核细胞中。
耐热SOD是国家“十五”、“十一五”863计划重大课题项目(课题编号:2004AA、2007AA),由中国科学院国家重点实验室采用先进技术,历时八年开发出来的新一代SOD酶产品(专利号:ZL7.9)。
SOD是Super Oxide Dismutase 缩写,中文名称超氧化物歧化酶,是生物体内重要的抗氧化酶,广泛分布于各种生物体内,如动物,植物,微生物等。
SOD具有特殊的生理活性,是生物体内清除自由基的首要物质。
SOD在生物体内的水平高低意味着衰老与死亡的直观指标;现已证实,由氧自由基引发的疾病多达60多种。
它可对抗与阻断因氧自由基对细胞造成的损害,并及时修复受损细胞,复原因自由基造成的对细胞伤害。
由于现代生活压力,环境污染,各种辐射和超量运动都会造成氧自由基大量形成;因此,生物抗氧化机制中SOD的地位越来越重要!SOD是是一种含有金属元素的活性蛋白酶,是目前生物学、医学和生命科学领域中世界级的高、尖、精课题。
超氧化物歧化酶(SOD)目前世界范围内的开发,大都从动物血里提取,不但代价昂贵,而且动物性SOD的排他性、不易常温保存,有艾滋病等血液病毒的交叉感染及其它潜在危险,故国际卫生组织呼吁:立刻停止动物性SOD的使用。
超氧化物歧化酶

超氧化物歧化酶(SOD)编辑超氧化物歧化酶(Superoxide Dismutase SOD)是一种广泛存在于动植物、微生物中的金属酶。
能催化生物体内超氧自由基(O2-)发生歧化反应,是机体内O2-的天然消除剂[1] 。
从而清除O2-,在生物体的自我保护系统中起着极为重要的作用。
在免疫系统中也有极为重要的作用[2] 。
中文名丹青宝牌SOD口服片外文名superoxidedismutase别称抗衰老之星主要原料SOD、人参,黄芪是否含防腐剂否主要营养成分SOD是超氧化物歧化酶主要食用功效清除自由基、逆转亚健康、延缓衰老,改善睡眠、改善肠胃功能、预防老年性痴呆,抗氧化、抗辐射损伤,提高免疫力适宜人群老人、儿童、妇女,免疫低下者、术后康复者副作用无储藏方法避光,置于阴凉干燥处目录1简介2SOD的研发史1简介编辑SOD是一种金属酶,含有铜和锌两种离子,需氧。
生物中,SOD催化使对抗体有关的超氧阴离子变成双氧水,随后被双氧水分解,保护机体免受超氧阴离子的影响,是一种新型的抗氧化酶。
超氧化物歧化酶Orgotein (Superoxide Dismutase, SOD),别名肝蛋白,简称:SOD。
SOD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。
2SOD的研发史编辑1938年英国科学家Mann和Keilin首次从牛红血球中分离出一种含铜蛋白质,最初定名为血铜蛋白。
1956 年英国教授Harman D提出了“自由基衰老学说”,认为自由基是引起衰老和疾病的最终根源。
1969年美国生化专家Fridovich和他的学生Mccord从牛红细胞中重新发现这种蛋白,定名为SOD,并报告SOD有清除自由基的作用。
1980年日本著名医学博士羽靳负指出:关节神经痛、白内障、黄褐斑、癌症等,多种疾病与过量的自由基有关,SOD可以有效清除自由基。
1985年全世界100多个国家的数百位科学家一致公认人体内存在着一套对抗自由基的机制,这套机制由体内SOD支配和调控,SOD是对抗和俘获自由基的核心力量,是体内唯一以自由基为底物的清除剂。
超氧化物歧化酶(SOD)活性测定方法

超氧化物歧化酶(SOD )活性的测定方法
一、试剂
1. 0.1mol/L HCl
2. 10mmol/L HCl
3. 0.1mol/L Tris 标准溶液:12.114g 三羟甲基氨基甲烷溶于蒸馏水,并定容至1000ml.
4. 50mmol/LTris 缓冲溶液:50ml0.1mol/L Tris 标准溶液中加入0.1mol/L HCl 19.9~22.0ml,定容至100ml ,PH 为8.20。
5. 30mmol/L 邻苯三酚盐酸溶液:3.7833g 邻苯三酚溶于10mmol/LHCl 中,并用10mmol/LHCl 定容至1000ml.
二、仪器
1. 紫外分光光度计
2. 酸度计
3. 恒温水浴锅
三、操作方法
1.邻苯三酚自氧化速率测定
在试管中加入4.5ml 50mmol/LTris 缓冲溶液,于25℃保温20min,加入10~20ul 30mmol/L 邻苯三酚,立即计时并摇匀,倾于比色杯内,于325nm 下,每隔1min 测吸光值一次,空白以10mmol/L HCl 代替邻苯三酚,要求自氧化速率控制在0.070 OD/min 左右。
%1004
min 1min 5⨯值值-第第自氧化速率=OD OD 2.SOD 活性测定
将样液加入到Tris 缓冲溶液中,其余步骤同自氧化速率测定方法。
活力单位定义:将一定条件下使每毫升反应液自氧化速率抑制50%的酶量定义为一个单位(u )。
样品质量样液体积样品稀释倍数自氧化速率速率自氧化速率-样液氧化=活力(⨯⨯⨯⨯5.4%50%100)/SOD ml u。
超氧化物歧化酶
市场经济效益很好,有很好的发展潜力。
医药中的应用
SOD是一种新型抗炎症药物,尤其对治疗关节炎和类风湿关节炎有 SOD是一种新型抗炎症药物,尤其对治疗关节炎和类风湿关节炎有 明显疗效临床Lundoleson用SOD治疗了一些患有关节炎退变症的病 明显疗效临床Lundoleson用SOD治疗了一些患有关节炎退变症的病 人,每人注射1~15次,注射量因病人而异,少则i次只注射2 mg, 人,每人注射1~15次,注射量因病人而异,少则i次只注射2 mg, 多则可注射30 mg,治疗90 d后,19个病人中有16个明显好转[5 。 多则可注射30 mg,治疗90 d后,19个病人中有16个明显好转[5 。 Puhl等用Cu-SOD进行关节注射治疗关节炎,也取得了令人满意的效 Puhl等用Cu-SOD进行关节注射治疗关节炎,也取得了令人满意的效 果。另据报道,SOD治疗自身免疫疾病方面的效果也比较显著SOD 果。另据报道,SOD治疗自身免疫疾病方面的效果也比较显著SOD 用于静脉注射对由化疗引起的骨髓损伤和白血球减少的恢复效果也较 用于静脉注射对由化疗引起的骨髓损伤和白血球减少的恢复效果也较 好。此外,SOD对治疗贝切特氏病、 U肌梗塞等血管性U脏病、胶原 好。此外,SOD对治疗贝切特氏病、 U肌梗塞等血管性U脏病、胶原 病、新生儿呼吸困难综合症、水肿、肺气肿、辐射病以及老年白内障 病、新生儿呼吸困难综合症、水肿、肺气肿、辐射病以及老年白内障 等疾病也有疗效[53]。 等疾病也有疗效[53]。
如何清除?
植物体内
保护酶 :超氧化物歧化酶、过氧化氢酶、过氧化物酶等
抗氧化物:抗坏血酸、维生素E及还原性谷胱甘肽
动物体内
( GSH-px)、过氧化物酶(POD)
酶促系统:超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)、谷胱甘肽氧化物酶
超氧化物歧化酶(SOD)与自由基的生物学关系及医学临床作用
超氧化物歧化酶(SOD)与自由基的生物学关系及医学临床作用免疫诊断试剂国家工程实验室左有权超氧化物歧化酶(superoxide dismutase,SOD)是一种广泛存在于需氧或耐氧生物机体内的,且极为重要的金属酶。
它通过催化超氧阴离子自由基发生歧化反应进而减轻或消除机体代谢过程中产生的过多的超氧阴离子自由基,在预防疾病、提高人体免疫力等方面均发挥重要的作用,同时在抗衰老、抗肿瘤、抗炎症等方面发挥着重要的作用。
目前已发现并被应用的主要有三种类型Cu,ZnSOD、Mn-SOD;Fe-SOD。
20世纪九十年代人们从链酶菌属发现了Ni-SOD和Fe、Zn-SOD,在牛肝中又发现Co、Zn-SOD,这些均为稀有SOD。
三类主要的SOD中Cu、Zn-SOD为在人体内起主要作用的物质,由2个亚基组成,每个亚基中都含一个Cu2+和一个Zn2+。
Cu2+在活性中心起催化作用,Zn2+起结构作用,主要存在于真核细胞的胞液和线粒体中,呈蓝绿色,相对分子质量为32000;Mn-SOD和Fe-SOD极为相似,Mn-SOD多见于原核细胞中,相对分子质量为40000左右,由2个亚基组成。
而真核细胞线粒体中则有4个亚基组成。
每个亚基中各含一个Mn2+,Fe-SOD多见于原核细胞及少数植物细胞中,为黄褐色。
相对分子质量为38700左右,它由2个亚基组成,每个亚基中各含一个Fe2+。
氧化还原反应是生命体最重要的代谢途径,它不仅为生物提供能量,同时还决定着生命体的衰老和死亡。
氧对于生命活动极其重要,但氧参与的代谢经常产生一些对细胞有毒害作用的副产物——氧自由基,即通常所说的活性氧(reactive oxygen species,ROS)。
细胞产生的活性氧包括:超氧根阴离子(O2-)、氢氧根离子(OH-)、羟自由基(·OH)、过氧化氢(H2O2)、单线态氧(·O2)和过氧化物自由基(ROO·)。
它们都能通过氧化应激损伤细胞大分子,引起一系列有害的生化反应,造成蛋白质损伤、脂质过氧化、DNA突变和酶失活等。
超氧化物歧化酶(SOD)活力测定
胞外抗氧化酶类酶活力的测定
原理:在碱性条件下,邻苯三酚发生自氧化反应,并产生O2-,在SOD存在下,自氧化反应受到抑制。
参考邻苯三酚测活法(Marklund 法)孙 [66],按下表加入0.1M Tris-HCl(PH 8.0,内含1mM EDTA)和ddH2O,25℃恒温水浴20 min,加入1 mL 待测液后加入25℃预热的邻苯三酚溶液,摇匀,立即于320nm测吸光值A320,每0.5 min测定一次,持续测到5 min。
邻苯三酚自氧化法测定SOD酶活力
酶活力的定义为:温度25 ℃,pH 8.0,波长320 nm处,在每毫升反应液中,每分钟抑制邻苯三酚自氧化速率达50%的酶量为1个酶活力单位,酶活力按下式计算。
单位菌体SOD酶活力(U/g)=
1
-
50%
A A
V N V A
V W
∆∆
⨯⨯⨯∆
⨯⨯
邻菌
邻
A∆
邻:1分钟邻苯三酚自氧化时A320的变化量;A∆
菌:加入待测液后1分钟邻苯三酚氧化
时A320的变化量;V:待测液总体积;N:待测液稀释倍数;V0:加入的待测液的体积;W:菌体重;V1:反应总体积。
超氧化物歧化酶(SOD)在2型糖尿病视网膜病变血清中的表达
超氧化物歧化酶(SOD)在2型糖尿病视网膜病变血清中的表达1. SOD的基本介绍SOD是一类具有抗氧化作用的重要酶类,存在于细胞质、线粒体和细胞外液中。
其主要功能是将超氧自由基(O2•-)转化为氧气(O2)和过氧化氢(H2O2),从而保护细胞免受氧化应激的伤害。
SOD可分为多种亚型,包括铜锌SOD(CuZn-SOD)、锰SOD(Mn-SOD)和胞外SOD(Ec-SOD),它们在细胞内外具有不同的分布和生物学功能。
2. SOD在糖尿病视网膜病变中的作用近年来的研究发现,糖尿病患者的血清中SOD的表达水平通常较正常人群低。
具体而言,一项针对2型糖尿病患者的研究显示,其血清中CuZn-SOD和Ec-SOD的活性均显著降低,而Mn-SOD的活性则没有明显改变。
这表明在糖尿病患者中,CuZn-SOD和Ec-SOD的降低可能与疾病的发展有关。
一些研究还发现,随着糖尿病的病程加重,SOD的表达水平也会呈现下降的趋势。
一项跨组学研究发现,糖尿病视网膜病变患者的血清中CuZn-SOD和Ec-SOD的水平随着病变程度的加重而逐渐下降,这与疾病的发展呈现出明显的相关性。
SOD的表达水平可能可以作为糖尿病视网膜病变程度的一个潜在生物标志物。
考虑到SOD在糖尿病视网膜病变中的抗氧化作用,其表达水平的改变可能与疾病的发展和预后有关。
一些研究人员认为,通过干预SOD的表达水平,可能可以有效地减轻糖尿病视网膜病变的严重程度,从而降低继发性眼病的风险。
一些临床试验也证实了这一观点,例如使用SOD类似物质进行治疗可以改善糖尿病患者的视网膜病变和视力。
SOD在2型糖尿病视网膜病变血清中的表达与疾病的发展密切相关,其表达水平的改变可能成为评估疾病严重程度和预后的重要生物指标。
未来的研究还需要深入探讨SOD在糖尿病视网膜病变中的分子机制,以及其在临床治疗中的应用前景。
希望这些研究成果能为糖尿病视网膜病变的治疗和预防提供新的思路和方法。
【注:本文所述内容仅为科学研究阶段结果,尚未在临床上得到广泛应用,请勿擅自使用相关方法进行治疗。
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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。
国内外已进行了大量的SOD的化学修饰的研究工作,并已取得了理想的结果。
所用的修饰剂包括聚乙二醇(PEG)、右旋糖酐、玻璃酸、环糊精、低抗凝活性肝素、多糖类物质等。
有些已投入生产,但这些修饰的SOD还没有作为药物应用。
在美国,已经进行了PEG SOD用于治疗脑外伤的Ⅲ期临床试验。
因此,从开发新药的角度,研究修饰SOD大有可为,如口服超氧化物歧化酶Glisodin是经过修饰后能不被胃液破坏的SOD。
(1)聚乙二醇修饰SOD
有学者为了解决SOD半衰期短,易受蛋白酶水解而失活,分子量偏大,不易透过细胞膜等问题,尝试对SOD进行分子修饰,国内外用水溶性高分子物质聚乙二醇(PEG)作为修饰材料,与SOD分子表面赖氨酸残基上的εNH2缩合,形成无毒,无免疫原性,半衰期长的修饰物,其活化简单但回收率低。
动物实验结果显示,PEG修饰的SOD较其他修饰的SOD对小鼠肌肉缺血再灌注损伤具有更好的保护用。
聚乙二醇层,在酶表面形成屏障, 保护该酶免受体内蛋白酶消化, 从而延长SOD在体内停留时间。
蛋白质的表面抗原决定簇大多由亲水氨基酸组成,亲水性较强的赖氨酸残基是其中重要组分。
聚乙二醇是SOD非活性部位赖氨酸残基的化学修饰剂。
Cu、Zn-SOD含20个赖氨酸残基。
蛋白质表面抗原决定簇将部分地或全部地被掩盖,免疫原性因此下降。
研究发现修饰后SOD的半衰期不同程度地由PEG相对分子量决定,相对分子量越大, 半衰期越长。
而用PEG等免疫惰性物质修饰SOD时,能将SOD表面的抗原决定簇(大多数情况下为亲水性较强的赖氨酸残基)部分或全部掩盖,从而达到降低以至消除SOD的免疫原性,并保留相当程度生物活性的目的。
(2)多糖物质修饰SOD
此类修饰剂主要为低抗凝活性肝素(LAAH)、羧甲基纤维(CMC),羧甲基几丁质、硫酸软骨素(CHS)和甘露聚糖。
LAAH和SOD一样,都是体内氧自由基的天然清除剂,用LAAH对SOD进行修饰,在SOD抗辐射和抗炎的应用中能发挥协同作
用,且可以加强SOD的抗心血管疾病的能力。
CHS广泛存在于人和动物软骨组织中,具有防治冠心病,防治动脉粥样硬化、抗炎、抗肿瘤、加速伤口愈合的作用. (3)右旋糖酐修饰SOD
右旋糖酐对SOD进行化学修饰已获得成功,它是利用右旋糖酐分子结构中的
羟基经过BrCN或NaIO4活化,形成有活性的衍生物,再与SOD共价结合。
SOD
经化学修饰后不仅保留了天然酶活性,而且在耐热、耐酸碱及抗蛋白酶水解能力
等方面明显优于天然酶,特别是酶经修饰后大大延长了在体内停留时间,如天然
牛血SOD的t1/2为6 min,而右旋糖酐SOD、低分子聚蔗糖(Ficoll)SOD、高分
子聚蔗糖SOD、聚乙二醇SOD的t1/2分别为7、14、24、35h。
(4)月桂酰氯修饰SOD
国内均坤生物工程有限公司以低分子月桂酰氯为修饰剂,对SOD进行共价修饰,获得了半衰期长、比活高、稳定性强、无毒性、低分子量的月桂酰氯修饰SOD(Lauricacid SOD,LA SOD),并进行了透皮吸收、稳定性等试验和化妆品应
用效果的观察,结果表明LA SOD的热稳定性显著高于未修饰SOD,SOD的修饰是
通过将SOD与月桂酰氯分子中存在的多个活性反应基团形成多点交联,使酶的天
然构象产生“刚性”,不易伸展打开,同时减小酶分子内部基团的热震动,从而
增强了酶的稳定性。
SOD经月桂酰氯修饰后扩大了pH稳定范围,这是由于修饰
酶被“固定”于更活泼状态,当基质pH下降、上升时酶仍能保持这种活性状态,
使催化剂功能不受影响。
另外,将同一浓度的LA SOD和天然SOD分别加入10%
胃蛋白酶溶液,导致蛋白多肽键断裂,交联于SOD上的月桂酰氯能产生空间障碍,
阻挡蛋白水解酶接近SOD,能“遮盖”SOD分子敏感键遭破坏,说明其具有抗蛋
白酶水解能力.
三、化学修饰SOD 发展方向的展望
现今SOD 的化学修饰的研究主要集中在3个方向
⑴新的修饰剂的开发
寻找或合成没有生物毒性, 且具有一定的生理药理功效的修饰剂, 以求发
挥其与SOD 的协同作用, 同时要求修饰剂在修饰过程中对SOD 活性的不利影响
尽可能低。
而带负电荷的修饰剂因为有助于降低SOD 在血液中的廓除率,成为了
近期研究的热点。
而对于传统的修饰剂, 如PEG 等, 由于对其修饰机理研究得
比较透彻, 可以尝试作为SOD 的"活化臂"连接那些无法直接连接在SOD 上的物质。
此外通过考察SOD 在人体生理, 病理过程中的作用机制, 也可以发掘出新的修饰剂。
⑵新的修饰方法的开发
可以用合适的交联剂对体内的抗氧化酶系: SOD, CAT, 过氧化物酶(POD)进行交联, 以降低H2O2 对SOD 的底物抑制作用。
也可将SOD 与其他具有抗炎活性或抗血栓活性的酶结合, 发挥它们的协同效力。
⑶修饰酶新的应用方向的开发
在开展SOD 治疗自身免疫性疾病, 治疗心血管疾病, 增强肝肺功能和修复肺部损伤, 消除某些药物的副作用等临床实验的同时, 探索SOD 对其他疾病的药理学功效。
例如: 成为一种病理指示剂, 即通过对SOD 上单一氨基酸残基进行修饰, 对某些修饰剂引发的疾病进行病理学研究。
四、结语
SOD在临床上主要用于延缓人体衰老,防止色素沉着,消除局部炎症,特别是治疗风湿性关节炎、慢性多发性关节炎及辐射防护,是很有临床价值的治疗酶。
但半衰期短、稳定性差、免疫原性等因素限制了SOD的临床应用。
为解决这些问题,目前国内外用化学修饰、基因重组和SOD修饰物等改造方法来延长半衰期、增强酶的稳定性、降低酶的免疫原性,且取得了很大的进展。
这对于SOD未来的应用前景有着重要的意义。
文献参考
[1] 张艳红,寥晓全,袁勤生,等.重组人锰超氧化物歧化酶工程菌高效表达培养工艺的研究[J].中国药学杂志,2002, 37 (1) : P59- 62.
[2]陈淮扬,刘望荑.从SOD的分布与结构看其分子进化.生物化学与生物物理进展,1996(5):408~412
[3] 丁书茂,杨旭1 超氧化物歧化酶及其模拟化合物研究进展[J]1 高
等函授学报(自然科学版) ,2004 ,2 ,17 (1) :1~51。