超氧化物歧化酶SOD的研究和应用进展.
SOD的相关介绍
Step 2: 应用
2.1作为药用酶原料
研究表明，机体内由各种原因产生的过量自由基，尤其是超 氧阴离子自由基（O2-），它与很多疾病如炎症、放射病、自身免 疫性疾病、肿瘤及衰老等有关，而SOD是体内氧自由基的专一清除 剂，因此，它在治疗自身免疫性疾病（如类风湿性关节炎、肺气肿、 红斑狼疮等）、放射治疗、心血管疾病、延缓机体衰老等方面有明 显的作用。在我国，猪血来源肌注SOD也已经通过卫生部的新药评 审。
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Step 4:展望
不少问题还未研究或者有待深入,如对SOD 进行化学修饰 后,修饰酶的代谢过程及具体的毒副作用等方面都要深入研 究。在SOD 的应用研究方面,也有一些问题急待解决。如: ①在临床应用方面,要进一步阐明SOD 在体内的抗氧化过程, 要延长SOD 在体内的半衰期,减少其对机体的毒副作用等; ②在食品工业方面,要确保口服SOD 有效性,使之不被胃蛋白 酶分解等; ③在化妆品应用方面,要准确地测定SOD 的活性大小,同时要 明确化妆品基质对SOD 活性和稳定性的影响。 如果以上问题能够得到很好的解决,相信SOD 的研究与应 用必将有个美好的前景,造福人类。
1ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ3作用
1.3.4提高人体对自由基外界诱发因子的抵抗力 电离辐射引起生物体内生成O2 -、OH等自由基。· OH 对机体损伤作用大且其产生部位常为其作用部位, 故远 离· OH产生部位的生物大分子受损的机会小。O2 -的损伤 作用虽远小于· OH, 但可从产生部位扩散到其他部位, 并在 铁离子鳌合剂存在下与H反应生成· OH, 从而造成DNA、 生物膜等损伤。烟雾、有毒化学品和药品也产生过量的 O2- 损伤机体, SOD同样可以减少这些损伤。
Superoxide Dismutase Basic
SOD的应用研究进展
SOD的应用研究进展
王震宙;陈红兰
【期刊名称】《江西食品工业》
【年(卷),期】2003(000)002
【摘要】超氧化歧化酶(SOD)能清除机体代谢过程中产生的过多的氧自由基,可预防疾病和延缓人体衰老.本文简述了SOD的来源、种类、催化机理、提取及其在食品工业中的应用.
【总页数】2页(P29-30)
【作者】王震宙;陈红兰
【作者单位】南昌大学食品科学教育部重点实验室,330047;广东省东莞白利佳糖果有限公司,523337
【正文语种】中文
【中图分类】TS2
【相关文献】
1.荔枝果皮LcMn-SOD、LcCu/Zn-SOD-1、LcCu/Zn-SOD-2、LcPRDX5的表达特性分析 [J], 严伶俐;甘小迎;韩冬梅;吴振先
2.超氧化物歧化酶(SOD)的应用研究进展 [J], 李勇
3.SOD在食品和化妆品行业中的应用研究进展 [J], 岳爱国;刘纲勇
4.Mn-SOD的提取及其应用研究进展 [J], 秦松; 何雨峰; 况嘉铀; 范淑敏; 黄邵培; 王伟平
5.Cefoperazone sodium/sulbactam sodium vs piperacillin
sodium/tazobactam sodium for treatment of respiratory tract infection in elderly patients [J], Xiao-Xia Wang;Cheng-Tai Ma;Yan-Xia Jiang;Yun-Jie Ge;Fa-Yun Liu;Wen-Gang Xu
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超氧化物歧化酶
超氧化物歧化酶超氧化物歧化酶（Superoxide Dismutase，SOD）是细胞内一种重要的抗氧化酶，它能够将超氧自由基转化为氧气和过氧化氢，起到保护细胞免受氧化损伤的作用。
本文将对超氧化物歧化酶的结构、功能、应用以及未来研究方向进行探讨。
一、超氧化物歧化酶的结构人体中存在三种SOD：Cu/Zn-SOD、Mn-SOD 和Fe-SOD。
其中，Cu/Zn-SOD主要分布在胞浆和细胞外液，需要Cu2+和Zn2+的协同作用；Mn-SOD主要分布在线粒体中，需要Mn2+作为辅因子；Fe-SOD主要分布在细菌中，需要Fe2+作为辅因子。
这些辅因子通过配位作用与蛋白质结合，增强了SOD的抗氧化活性。
各种SOD的结构方式不同，Cu/Zn-SOD和Fe-SOD均为四聚体，而Mn-SOD为二聚体。
SOD的基本结构是四分子组成的双链β-桶，其中锌或锰离子位于β-桶的中央，与四个蛋白质链上的组氨酸、赖氨酸和组替氨酸配位形成四面体几何构型，从而激活酶的抗氧化功能。
二、超氧化物歧化酶的功能超氧自由基是生物体内产生的一种强氧化剂，它具有很强的氧化损伤作用，可引起DNA断裂、蛋白质结构变性和脂膜的过氧化，从而对细胞和组织产生不良影响。
而SOD可以催化以下反应：2O2- + 2H+ → O2 + H2O2，将超氧自由基转化为氧气和过氧化氢，从而减少氧化损伤的发生。
SOD还可以参与许多生理过程。
它能够调节植物细胞的生长和发育，提高植物的逆境适应性；同时，SOD还可以抑制多种炎症反应和人体免疫反应，对于治疗炎症性疾病和肿瘤具有重要作用。
三、超氧化物歧化酶的应用1. 保健品和药物开发：若把SOD制成保健品或药物，则能保护人体免受氧化损伤，对于预防老年病和癌症具有积极意义。
2. 动物饲料添加剂：SOD可以提高动物的生长率和免疫力，增加产蛋量和酪蛋白合成能力，从而提高动物产品的质量和产量。
3. 化妆品原料：SOD能够保护皮肤免受紫外线和污染物的氧化损伤，从而具有抗衰老和美白作用。
SOD(超氧化物歧化酶)应用价值前景预测可行性学术报告
SOD（超氧化物歧化酶）应用价值前景可行性学术报告作者左有权关键词SOD 超氧化物歧化酶抗衰老临床应用纳米技术前言SOD（超氧化物歧化酶）是国际上公认的具有人体垃圾“清道夫”、“抗衰王”、“美容骄子”之称，是对抗“百病之源”活性氧自由基最有力的物质，是近半个世纪以来社会科学界、医学界、生物界最举世瞩目的价值发现，它的研究与发展代表着生物医药的高科技技术发展的前沿，在科技成果及学术领域占据重要的国际地位。
SOD（超氧化物歧化酶）被国家列入生物医药“国家十一五规划”重点项目。
2011年是“国家十二五规划”的第一年，SOD 行业将再次跻身国家当前优先发展的高科技产业化项目，标志着中国健康产业链SOD新兴行业的崛起, 使全人类迈入健康经济时代。
利用超氧化物歧化酶（SOD）产业化建设，一方面可架构生物医药、保健食品、日用美容化妆品、化工化学、农业五大版块经济支柱的绿色产业链循环经济圈发展。
另一方面打造SOD科技应用成果转化的孵化器平台引领生化医药美容化妆品食品等行业的新型健康原料的应用，有利于促进再生资源利用，产生巨大的社会效益和经济效益。
SOD（超氧化物歧化酶）是21世纪追求健康，挑战衰老，战胜疾病的“长寿金钥匙，抗衰王”，是未来唯一能改善并提高国民寿命的生物药用酶(临床医药、医药美容、第三代保健食品)，未来（5-10）年内生物医药及食品化妆品领域发展的主流。
SOD是21世纪巨大商机和热门行业，最具投资价值潜力的项目。
继改革开放“下海”产业、城市场化进程（房地产）、网络及知识经济产业之后的第四次产业变革之路，迎接跨时代新财富第五波的到来，将造就一批新的财富弄朝儿。
一、SOD（超氧化物歧化酶）学术与研究美国著名的生物化学家Michelson教授在欧洲分子生物学学会1976年6月在法国班生诺斯组织召开的首届SOD超氧化物歧化酶的学术研讨会。
1989年美国召开的第五届国际ＳＯＤ学术会上，与会代表一致认为深入进行ＳＯＤ的科学及应用研究，不仅具有重大的理论和实践意义，而且也具有重大的经济价值和广阔的应用前景。
左有权讲座之超氧化物歧化酶(SOD)临床应用——(SOD治疗各种疾病作用与原理)
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SOD（超氧化物歧化酶）—湿疹和皮炎的改善作用
皮炎或是湿疹都是由于外界或内在各种刺激因素所引起的皮肤的炎症反应。机体的炎 症反应必然有吞噬细胞参与，同时产生超氧阴离子（O2—·），从而对皮肤造成强烈 的刺激和操作。皮肤炎症过程产生的大量自由基，使皮疹、皮炎、粉刺难于治愈。
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超氧化物歧化酶（SOD）与年龄、疾病的关系
1、美国老化医学学会（American Aging Associ etion）的报告指出对不同年龄组的6418例健康人的SOD活性进行 测定，发现年龄与SOD含量具有密切相关性。随着年龄的增大，人体SOD活性将逐渐下降。人的免疫功能也随之下 降，易得各种疾病。40岁是一个重要年龄段，体态发胖，出现黑斑就是自由基过剩的反应。研究报告指出：60岁以 上的老人体内SOD含量仅为年青人的50%左右，糖尿病人SOD含量是正常人的45%，而肿瘤患者体内SOD值不到 正常人的三分之一。所以体外补充适量的SOD，是保持肌体活力，延缓衰老的重要措施之一。 2、SOD与疾病 医学研究证明：SOD与多种疾病相关，是百病之源，如肿瘤、糖尿病、心脑血管疾病、骨关节炎、心肌炎、免疫 力低下疾病，特别是免疫下降引起的类风湿、红斑狼疮等病。 目前SOD作为药用酶在美国、德国、日本、澳大利亚等国已在临床应用在自身免疫疾病上，如类风湿性关节炎、 红斑狼疮等疾病治疗，不论是口服还是肌肉注射取得十分明显疗效。在治疗心肌缺血症与缺血再灌注综合症及某些 心血管疾病方面也取得重要成果。在用做抗辐射、抗肿瘤、心肌炎、早产婴儿氧中毒症的解毒药也取得重要进展。 在临床上，也开始应用SOD，用来辅助放疗和化疗，以降低大剂量照射引起副作用，效果极为明显。
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SOD（超氧化物歧化酶）—国内外临床应用
SOD是什么？带你走进超氧化物歧化酶的神奇世界！
SOD是什么？带你⾛进超氧化物歧化酶的神奇世界！上世纪30年代，Mann和Keilin从⽜红细胞和肝脏中分离到⼀种蓝⾊含铜的蛋⽩质，并将这种蛋⽩质命名为⾎铜蛋⽩，后来⼜陆续发现了含铁和锰离⼦的同类蛋⽩质，开始科学家并不清楚这些蛋⽩质有什么功能。
超氧阴离⼦⾃由基也是在30年代研究放射线处理⽔的过程中被Linus Pauling发现的，超氧阴离⼦是产量依赖于⽔中氧⽓的浓度。
后来通过脉冲射线技术，放射化学家确定了超氧阴离⼦共轭酸的pKa，并研究了超氧阴离⼦⾃⾝歧化反应的动⼒学性质，确定了这种物质的吸收光谱。
但Pauling不知道这种⾃由基在⽣物体系也能产⽣，更不清楚这种⾃由基会伤害组织细胞。
⼀般根据正式发表的⽂献，认为是1969年，Irwin Fridovich和他的学⽣JoeMcCord优化了这种蛋⽩的纯化⽅法，并确定了⾎铜蛋⽩具有超氧阴离⼦歧化酶活性，根据这⼀功能将这类蛋⽩命名为超氧化物歧化酶SOD。
根据Fridovich的回忆，这⼀发现是在1968年，这是⼀个多事之秋，新年开始越南战场就展开了春季攻势，4⽉著名美国⿊⼈活动家马丁路德⾦博⼠被暗杀，6⽉众议员罗伯特·肯尼迪被暗杀。
就在马丁路德⾦博⼠被暗杀的当天，4⽉4⽇，美国杜克⼤学校园内⼀个简单的酶动⼒学实验使两位科学家Joe M. McCord和IrwinFridovich发现了⼀种新的酶，根据其活性命名为超氧化物歧化酶（SOD），SOD的独特作⽤是清除⼀种氧⽓衍⽣的超氧阴离⼦⾃由基。
虽然研究技术得益于放射化学的研究，不过开始研究超氧阴离⼦的物理化学家并不接受⽣物系统存在超氧阴离⼦以及能催化这种物质发⽣歧化反应的酶。
随着越来越多的证据证明这⼀发现的正确性，最终这⼀发现被⼴泛接受。
两位科学家⾸先在美国实验⽣物学会联合会会议上⼝头报告，随后1969年以分析技术的形式发表在JBC杂志上，这也是为什么许多⽂献将这⼀年作为SOD发现的时间。
通过凝胶电泳分析，不久发现了更多类型的SOD。
SOD酶的结构及应用
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THANK YOU
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机体在正常情况下，体内产生的超氧阴离子自由基（O2-）与其被清除是平 衡的，当（O2-）产生过多而无法及时清除时，就会对机体产生毒害作用， 这也是导致衰老的原因之一。而SOD是一种能够清除氧自由基的酶，它能 催化氧自由基发生歧化反应。其作用原理为将超氧阴离子自由基歧化为过 氧化氢和氧气，再经过氧化氢酶作用转化为水和氧气，从而达到消除超氧 阴离子自由基的目的。因而SOD具抗衰老、增加机体对外界环境的适应能 力、提高机体对多种疾病的抵抗能力等生理作用。
基因重组人源SOD 生产方法
此法提取人SOD 基因,经,在受体细胞中得以大量表达。基因工程生产SOD 具 有以下优点: ①生产原料不受限制,生产工艺稳定; ②生产成本低且表达量高; ③基因重组SOD 提取的是人SOD 基因,不存在非人源物质应用于人体所存在 的免疫排斥; ④基因重组SOD 不存在外源性污染问题。
超氧化物歧化酶 （SOD）
枣庄学院 王冲
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超氧化物歧化酶(superoxide dismutase,简称SOD)是广泛存在于生物体内 超氧化物歧化酶 能清除超氧阴离子自由基的一类金属酶。 SOD 的发现 1938 年, Mann和Keilin 从牛红细胞中分离提取出一种含Cu的血铜蛋白, 1953 年, Keilin 又从小牛肝、鲸肝分离出肝铜蛋白。1968 年McCord和Fridovich McCord Fridovich 根据血铜蛋白、肝铜蛋白、脑铜蛋白皆有O2-歧化活性, 将此酶命名为超氧 化物歧化酶。
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第二类为 Mn-SOD, 呈紫红色, 相对分子量约为40kDa ,主 要存在于真核细胞线粒体和原核细胞中。Mn- SOD是由 203个氨基酸残基构成的四面体,结构简单,每个亚基只含一 个金属离子; 第三类为 Fe- SOD,呈黄褐色,相对分子量约为38.7kDa,主 要存在于原核细胞及一些植物中。Fe- SOD 与Mn- SOD 具 有序列相似性, 并且含有相同的特征结构域。其活性中心由 3个His、1个Asp 和1个H2O 扭曲配位四面体配位而成。
超氧化物歧化酶SOD专业知识
从天然来源提取SOD的方法主要有溶 剂萃取法、离子交换法、吸附法、超 临界流体萃取法等。这些方法根据原 料和目标产物的性质选择，以实现高 效、环保的提取。
SOD的人工合成与模拟
人工合成
通过基因工程技术，可以人工合成SOD。这 种方法的优点是可以大规模生产，且可以定 向改造酶的性质，提高其稳定性和活性。
医学
SOD在医学领域的应用主要涉及抗氧化、抗衰老、抗炎等方面。未来，随着对SOD作 用机制的深入研究和新型SOD制剂的开发，其在医学领域的应用将更加广泛和深入。
THANKS.
SOD的生物合成与代谢
SOD在生物体内的合成涉及多个步骤， 需要铜、锰等金属离子的参与，并在 特定的细胞器中完成。
SOD在细胞内的代谢涉及合成、转运、 活化、降解等过程，这些过程受到多 种因素的调节，以确保SOD在细胞内 的稳态平衡。
SOD在细胞内的定位和分布因亚基组 成和细胞类型而异，通常存在于细胞 质、线粒体、溶酶体等细胞器中。
SOD在生物样品中的表达和变化
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组织表达
SOD在人体内主要分布在肝、心、肺、肾等组织器官中，其中以肝和心
表达量最高。
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生理变化
在正常生理状态下，SOD活性保持相对稳定，但在某些疾病或应激状态 下，SOD活性会发生变化。例如，在炎症、氧化应激等情况下，SOD 活性可能会升高或降低。
生物样品中SOD的提取与纯化
超氧化物歧化酶（SOD 专业知识
目 录
• SOD的概述 • SOD的生物化学特性 • SOD在生物体内的功能和作用 • SOD的检测与应用 • SOD的资源与展望
SOD的概述
01
SOD的定义
总结词
超氧化物歧化酶（SOD）是一种生物活性蛋白质，具有催化超氧阴离子自由基 发生歧化反应的酶。
超氧化物歧化酶(SOD)简介课件
SOD抑制剂的研究
寻找和设计能够抑制SOD活性的小分子 或大分子物质，用于研究SOD在生物体 内的功能和作用机制。
VS
SOD激活剂的研究
寻找和设计能够提高SOD活性的小分子 或大分子物质，用于抗氧化应激和治疗相 关疾病的研究。
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SOD的应用和展望
SOD在医学领域的应用
疾病诊断
超氧化物歧化酶(SOD)水平可以 作为某些疾病的诊断指标，如癌
妆品等领域的应用。
新型SOD的研发
通过基因工程和蛋白质工程技术 ，研发具有特殊性质的新型SOD ，如热稳定型、高活性型等，以
满足不同领域的需求。
THANKS
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超氧化物歧化酶(sod)简介课 件
目 录
• SOD的概述 • SOD的生物学功能 • SOD与疾病的关系 • SOD的检测和实验技术 • SOD的应用和展望
01
SOD的概述
SOD的定义
总结词
超氧化物歧化酶（SOD）是一种生物活性物质，具有抗氧化应激和保护细胞免 受损伤的重要功能。
详细描述
SOD是一种金属酶，其活性与金属离子（如铜、锌）有关。它能够催化超氧阴 离子自由基发生歧化反应，生成氧气和过氧化氢，从而消除超氧阴离子自由基 的毒性。
参与免疫反应
SOD在免疫反应中发挥重要作用，能够影响炎症反应和细 胞凋亡等过程。SOD能够清除超氧阴离子等自由基，抑制 炎症细胞的活化和聚集，从而减轻炎症反应。
同时，SOD能够抑制细胞凋亡和坏死，保护细胞免受损伤 。在感染和组织损伤等情况下，SOD的表达水平会升高， 有助于抵抗病原体和促进组织修复。
症、心血管疾病等。
药物治疗
SOD可以作为药物载体，用于传递 药物到靶部位，提高药物的疗效和 减少副作用。
超氧化物歧化酶SOD活性测定
Fe-SOD的活性中心 是由一个铁离子构成 的。
Mn-SOD的活性中心 是由一个锰离子构成 的。
03
SOD活性测定的方法
化学发光法
总结词
灵敏度高、检测范围广
详细描述
化学发光法是一种通过化学反应产生光子的方法，其灵敏度高，可以检测到超低浓度的超氧化物歧化 酶活性。该方法具有较宽的检测范围，适用于不同来源和不同浓度的超氧化物歧化酶活性测定。
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反应时间
根据实验要求，控制反应时间，以便准确测定酶 活性。
数据处理与分析
数据记录
01
详细记录实验过程中的数据，如反应速率、吸光度等。
数据处理
02
对记录的数据进行适当的处理，如计算酶活性、绘制图表等。
结果分析
03
根据实验结果，分析超氧化物歧化酶的活性变化，并得出结论。
05
SOD活性测定的应用
医学领域
SOD活性测定可以用于某些疾 病的辅助诊断和防治。例如， 在一些疾病中，SOD活性可能 会降低，导致生物体抗氧化能 力下降，加速细胞损伤。通过 对SOD活性进行测定，可以为 疾病的诊断和防治提供依据。
药物研发与评价
SOD活性测定可以用于药物研 发和评价。一些药物可能会影 响SOD活性，通过对SOD活性 进行测定，可以评估药物对生 物体抗氧化系统的影响，从而 为药物研发和评价提供参考。
电化学法
总结词
快速、便携
详细描述
电化学法是一种通过测量电化学信号来测定 超氧化物歧化酶活性的方法。该方法具有快 速、便携的特点，适用于现场检测和实时监 测。电化学法可以通过设计不同的电极和电 化学反应，实现对超氧化物歧化酶活性的快 速、准确测定。
04
SOD活性测定的实验步骤
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化学世界超氧化物歧化酶(SoD的研究和应用进展林庆斌,廖升荣,熊亚红,乐学义’(华南农业大学理学院,广东广州5106402006年摘要:超氧化物歧化酶(s0D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。
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。
关键词:超氧化物歧化酶;超氧阴离子自由基;生物活性中图分类号:Q554文献标识码:A文章编号:0367.6358(200606—378.04Pmgress in t11e Study and Application of Superoxide DismutasesUN Qing.bin,UAO Sheng—rong,XIONG Ya-hong,LE Xue—yi’(cDf妇e旷Scfe,lce,s0眦^饥i舱Ag—c“zf“mf踟挑措访,G嬲,lg幽,lg‰,29=幻u5∞静2,c越MAbst豫ct:Superoxide dismutases are a kind of metal—chelated enzymes Whi曲exist widely one of in animals,plants,and micmorganisms.They are the cleanser of the reactive oxygen speeies inthe bodies.The enzymes are the research hotspots in chemistry and biochemistry.The study and application of superoxide dismutases are reViewed in this p印er.Key、_rords:SOD(supe mxide disHmtase;0f‘f南e radical;biological actiVity超氧化物歧化酶(supemxide dismutase,简称sOD,是一类广泛存在于生物体内的金属酶,能够催化超氧阴离子自由基发生歧化反应,平衡机体内的氧自由基,己成为化学及生物化学研究领域中热门的研究课题。
作为生物体内超氧阴离子自由基的清洁剂,sOD在防辐射、抗衰老、消炎、抑制肿瘤和癌症、自身免疫治疗等方面显示出独特的功能,在医学、食品、化妆品等领域得到越来越多的应用。
目前,世界各地学者对sOD的研究方兴未艾,深入研究sOD不仅有着重大的理论意义,也有着重大的实际应用价值。
1SOD的分布、分类及理化性质到现在为止,人们已从细菌、原生动物、藻类、霉菌、植物、昆虫、鸟、鱼类和哺乳动物等生物体内分离得到s0D。
根据活性中心结合的金属离子不同, sOD主要分为:①Cu/zn.SOD,主要存在于真核细胞的细胞质中;②Fe—s0D,主要存在于原核细胞和真核细胞的基质t},:、1¨.sOD,主要存在原核细胞及少数植物细胞。
}I二类主要SOD 的理化特性如表l 所示。
表1三类主要soD的理化特性2SOD的结构和活性影响因素2.1sOD的结构cu/Zn.SOD每个分子由两个亚基通过疏水作用和氢键力缔合成二聚体,肽链内部由半胱氨酸c,,和收稿日期:2005.05一19;修回日期:2006—04—20・基金项目:广东省自然科学基金重点项目(04105986。
作者简介:林庆斌(1982~,男,硕士生,主要从事生物无机化学研究。
*通讯联系人,E.mail:1exy@ 万方数据第6期化学世界C。
骈的巯基构成的二硫桥对亚基缔合起重要作用…。
Richardson用O.2nm X.射线衍射晶体结构分析得到Cu,Zn.SOD三维结构,指出sOD的活性部位是以Cu 为中心的一个“疏水口袋”(见图1㈨。
一N●o图1天然Cu,zn.SOD活性中心结构Cu和zn处在疏水口袋底部,相距约0.63nm。
cu(Ⅱ与四个组氨酸残基咪唑环上N原子配位形成变形的平面四方形结构,其轴向位置上还结合着一个水分子,Zn(Ⅱ则与三个组氨酸和一个天冬氨酸配位形成畸变的四面体结构,cu(Ⅱ与zn(Ⅱ之间通过共同连接一分子组氨酸而形成“咪唑桥”结构‘1|。
Mn—SOD由203个氨基酸残基构成。
中心金属Mn(Ⅲ具有五配位的三角双锥结构,其中3个配位基位于赤道平面,两个轴向位置上分别为一个水分子和一个为His28的咪唑基。
酶的活性部位在一个主要由疏水残基构成的环境里,两个亚基链组成一个通道,构成了底物或其它内界配体接近Mn(Ⅱ离子的必经之路【31。
Fe.sOD的结构比较简单且与Mn—sOD类似,活性中心中Fe(Ⅱ离子与3个His、1个Asp和1个H20配位,形成畸变四方锥结构H1。
2.2sOD的活性影响因素sOD的催化活性主要与s0D活性中心的氨基酸残基、金属离子及其配位环境、“咪唑桥”的变化有关。
sOD活性中心的精氨酸和组氨酸对soD的催化活性具有极其重要的意义。
这两个氨基酸离中心金属离子非常近,而且均带有正电荷,能诱导底物Of・,进入活性中心,并可在催化过程中提供H+以加快歧化反应速度。
如这两个氨基酸残基被破坏或修饰,SOD将会失活。
sOD中心金属离子的作用也不相同。
对于cu/ zn—sOD,zn(Ⅱ的作用一是调节咪唑基与cu的相互作用,二是稳定活性中心的结构。
若除去酶分子中zn(Ⅱ而保留原有环境中时cu(Ⅱ,SOD仍有相当高的活性。
cu(Ⅱ与酶催化作用有关,起着传递电子的作用。
若除去cu(Ⅱ,则sOD将会失活,重新加入cu(Ⅱ后s0D的酶活性恢复。
另一方面,Cu (Ⅱ所处的环境对活性有重要影响。
若以其它金属离子代替cu(Ⅱ,同时用cu(Ⅱ代替zn(Ⅱ,则酶失去全部活性。
另外,只有结合态的cu(Ⅱ才直接与活性有关,但在一定浓度范围内,增加游离的Cu (Ⅱ的浓度可显著提高sOD活性"1。
对“咪唑桥”配合物进行催化的研究表明,在催化过程中,“咪唑桥”在与铜相连的一侧的N原子迅速地发生了质子化和去质子化的变化№o,对酶的催化活性有重要影响。
2.3SOD活性测定s0D的活性测定方法一般分直接测定法和间接测定法。
直接测定法的原理是直接测定sOD催化反应的底物反应速度或产物生成速度。
常见的直接测定方法有EPR法、脉冲辐解法、超氧化钾法等。
直接法需专用的仪器,故此类方法一般实验室较难应用。
间接测定法是通过某种能产生0f・的系统,使Of・进行另一个便于检测的反应,测定特征波长下的光吸收变化速率,计算sOD对这个反应的抑制程度从而间接定量SOD活性。
常见的间接测定方法有黄嘌呤氧化酶.细胞色素c法、邻苯三酚自氧化法、微量邻苯三酚自氧化法、黄嘌呤氧化酶一NBT法、NBT光还原法等。
3SOD的研究动态国内外有关SOD的研究方兴未艾,比较活跃的领域主要有以下几个方面。
3.1结构性能改造由于受到①半衰期短;②相对分子质量大,不易透过细胞膜;③口服时易受胃蛋白酶分解;④体内特异性等因素的限制,sOD很难作为药用酶广泛应用于临床中。
对sOD进行化学修饰,既能保留天然酶的活性,又能提高其稳定性。
sOD化学修饰的方法主要有:①对s0D的氨基酸残基进行化学修饰,主要是对非活性部位进行修饰,目的是提高其稳定性同时保留较高的生物活性;②用水溶性大分子(如聚乙二醇、聚蔗糖、右旋糖酐和聚烯属烃基氧化物等对sOD进行共价修饰以提高酶学特性;③对sOD进行酶切改造,降低相对分子质量、减小抗原性n]。
研究表明旧、9。
:经过化学修饰后的SOD基本上保持了天然酶的活性,在耐热、耐酸碱和抗胃蛋白酶分解等方面均有很大提高。
3.2s0D模拟研究3.2.1活性中心模拟由于天然sOD自身存在的缺点,因此寻找和合万方数据化学世界成一类既能避免天然sOD不足,又具有sOD催化活性的物质——SOD模拟物的研究非常活跃。
sOD模拟物具有相对分子质量小、稳定性高、在体内半衰期长及脂溶性好的优点。
最令人感兴趣的是Cu/Zn.sOD活性中心的模拟,可视为以咪唑桥联的cu(Ⅱ、zn(Ⅱ异双核配合物¨0|。
现今对Mn.sOD模拟物的研究逐渐增多,而Fe—sOD模拟物合成难度较大且sOD活性较低,故其模拟研究较少¨“。
近年来国内外学者对氨基酸配合物和大环类配合物进行了广泛探讨。
谢英等人合成了以二肽为配体的铜.(Ⅳ. 正十二碳酰双甘肽配合物,这是一个带功能基的长链铜(Ⅱ氨基酸配合物,同时用脉冲辐解法测定了其sOD活性,较好地模拟了sODu2i。
毛宗万等人研究了具有cu/zn.sOD酶活性中心类似结构的模型化合物,深入地讨论了不同的咪唑桥联方式和不同配位构型对模型化合物催化of・活性的影响。
结果表明,咪唑桥N原子沿四方锥配位底面位置与cu (Ⅱ配位的模拟物活性大大高于眯唑桥N原子沿四方锥轴向与cu(Ⅱ配位的模拟物,活性差异的原因很可能与生成cu(I中间体的稳定性有关¨3I。
在多核配合物方面,廖展如等根据天然soD活性部位结构合成了多种含苯并咪唑的cu(Ⅱ、Fe (Ⅱ、Mn(Ⅱ、co(Ⅱ、Ni(Ⅱ、zn(Ⅱ的配合物,指出配合物活性与其模拟天然sOD结构微环境程度的大小有关,并将其应用于植物抗冷胁迫实验。
在进行低温胁迫后,经过SOD模拟物处理对水稻幼苗成活率明显的高于未处理的幼苗¨4“…,这些研究成果为研究开发新型农药开辟了新的途径。
Patel等合成了一系列以水杨醛丙氨酸席夫碱为配体的cu (Ⅱ.cu(Ⅱ,cu(Ⅱ一Ni(Ⅱ,cu(Ⅱ一zn(Ⅱ咪唑桥联的双核配合物和相关的单核配合物并测定其sOD活性。
结果表明,双核配合物比单核配合物具有更高的s0D活性,这可能与双核配合物的结构更加类似于天然SOD的活性中心有关旧0;。
3.2.2胶束模拟由于soD在生物体内发挥其效用时所处的环境大多是非均相的,一些学者采用表面活性剂在水中形成的胶束体系来模拟上述非均相反应环境。
金虬等人的研究表明由cTAB(阳离子型表面活性剂和SDs(阴离子型表面活性剂形成的胶束体系可使多种Cu(Ⅱ.氨基酸配合物的sOD活性得到提高[21【。
但该体系结构比较复杂,较难弄清其催化Of・歧化的机理,这方面的研究有待进一步拓展和深化。
3.3SOD与植物抗逆性2006年植物在生长发育过程中可能受到诸如病原菌、水份、大气污染、辐射、温度、光照盐碱度和重金属等因素的胁迫。
这些胁迫均能使植物产生过量的活性氧和自由基,引起细胞结构和功能的破坏。
SOD是清除活性氧过程中第一个发挥作用的抗氧化酶,在植物体内起重要作用。
近年来,国内外学者对SOD与植物抗逆性之间的关系做了大量研究。
任安芝等人对干旱胁迫下内生真菌感染的黑麦草叶中的sOD及其同工酶进行了系统的研究。
研究表明:随着干旱程度的提高,黑麦草叶片中sOD及其同工酶活性显著提高,内生真菌的感染使宿主植物sOD活性对于旱胁迫的反应更为敏锐m]。