超氧化物歧化酶的现状研究进展(一)
超氧化物歧化酶分析方法进展
1
期 (
19 9 5
)
超 氧化 物 歧化 酶分 析 方 法 进 展
李 立
( 辽宁省 基拙 医 学 研 究 所 )
自从 M
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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）。
超氧化物歧化酶(SOD)及其研究进展
其 结 合金 属 种 类 不 同 ， 分 为三 类 ： 一 类 为 Ｃ Ｚ 可 第 ｕｎ Ｓ Ｄ， 蓝 绿 色 ， 对 分 子量 约为 ３ ｋ ａ 主 要 存 Ｏ 呈 相 ２Ｄ ， 在 于 真核 细胞 细胞 浆 、 叶绿体 和过 氧化 物酶 体 内 ； 第 二 类 为 Ｍｎ— Ｓ Ｄ， 紫 红 色 ， 对 分 子 量 约 为 Ｏ 呈 相 ４ｋ ， ０ Ｄａ 主要存 在 予 真核 细 胞 线粒 体和 原 核 细胞 中 ； 第 三类 为 Ｆ —Ｓ ｅ ＯＤ， 呈黄 褐 色 ， 对 分子 量约 为 ３． 相 ８ ７ Ｄ ， 要存 在于 原核 细胞 及一 些植 物 中［ 。 ｋ ａ主 ３ ］ ３ Ｓ ＯＤ的 结构 与催 化机 理
—
不 同来 源 的 Ｍｎ ＯＤ 一 级 结 构 同 一 性 很 高 ， —Ｓ 并 且参与 形成 活性 中 心及与 金属 连接 的氨 基酸 在 所 有 Ｍｎ Ｓ － ＯＤ中 都是保 守 的［。Ｍｎ ＯＤ 是 由 ２ ３ ５ ］ —Ｓ ０ 个氨 基酸 残基 构成 的 四面体 ［ ， １ 结构 简 单 ， 个 亚基 ］ 每 只含一个 金属 离子 ［ ， （ 处于 三 角双 锥配 位 环 ５ Ｍｎ Ⅲ） ］ 境 中 ， 中一轴 向配 体为 水分 子 ， 其 另一 轴 向配体 为蛋 白质辅基 的配 位基 Ｈｉ一２ ， ｓ ８ 另三 个来 自蛋 白质 辅基 的 配基 Ｈｉ－ ８ 、 ｓ １ ０和 Ａｓ ｓ ３ Ｈｉ～ ７ ｐ一１ ６位 于赤 道平 ６
Ｓ ＯＤ 的发现 、 类、 分 结构 、 催化 机 理及研 究进展 ， 并对 其应 用 前景进 行 了展 望 。 关键 词 ： 氧化物 歧化 酶 ； 超 活性 氧 ；ＯＤ Ｓ
中图 分 类号 ： ５ Ｑ５
文献 标 识码 ： Ａ
文章编 号 ：０ ６ ７ ８ （０ ０ １ 一 ｏ １ — ０ １０－ ９１２ １ ）６ ０４ ２
超氧化物歧化酶的研究进展
Ｃｕ／Ｚｎ—ＳＯＤ因其重要的生理功能和巨大的治疗 潜能，被认为是超氧化物歧化酶家族最重要的一类
酶旧’９Ｊ，也是清除自由基最重要的成员之一Ｈ ０Ｉ。它 有两种基本类型，分别由两个不同的基因编码¨川 成一个在Ｎ端含有外导向区域的胞外型Ｃｕ／Ｚｎ—ＳＯＤ （ｅｃＣｕ／Ｚｎ—ＳＯＤ，ｓｏｄ３基因编码）和不含外导向的 胞质型Ｃｕ／Ｚｎ—ＳＯＤ（ｉｃＣｕ／Ｚｎ－ＳＯＤ，ｓｏｄｌ基因编 码）Ｌ１２ Ｊ。Ｃｕ／Ｚｎ—ＳＯＤ产生的初始阶段进化异常缓 慢，最近一亿年进化较快¨３｜。基于Ｃｕ／Ｚｎ—ＳＯＤ基
ｗｈｏｍ ｃｏｒｒｅｓｐｏｎｄｅｎｃｅ ｓｈｏｕｌｄ ｂｅ ａｄｄｒｅｓｓｅｄ）
ｃｈａｎｇｌｉｕｗａｎｇ＠ｓｉｎａ．ｃｏｎ
因序列比对和蛋白晶体结构解析，Ｂｏｒｄｏ等¨４ ｏ认为
第６期
袁牧等．超氧化物歧化酶的研究进展
５５１
表１
Ｔａｂ．１
ＳＯＤ的分布及胞质定位
Ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ ａｎｄ ｃｙｔｏｐｌａｓｍｉｃ ｌｏｃａｌｉｚａｔｉｏｎ ｏｆ ＳＯＤ
第２５卷第６期 ２０１６年１２月
中国组织化学与细胞化学杂志
ＣＨＩＮＥＳＥ ＪＯＵＲＮＡＬ ＯＦ
Ｖ０１．２５．Ｎｏ．６ Ｄｅｃｅｍｂｅｒ．２０１６
ＨＩＳＴＯＣＨＥＭＩＳＴＲＹ
ＡＮＤ
ＣＹＴＯＣＨＥＭＩＳＴＲＹ
超氧化物歧化酶的研究进展
袁牧，王昌留８，王一斐，徐贵华，韩潇
（鲁东大学生命科学学院，烟台２６４０２５）
灭绝，少量的靠隐藏在低氧环境或能产生抵御０：
ＲＯＳ）的产生。活性氧在机体中有双重作用，生物
体内活性氧的含量通常处于平衡状态。但当生物机 体处于逆境条件时，生物体内的活性氧如不能及时
侵袭的生物得以幸存，从而产生了ＳＯＤ。该酶广泛
超氧化物歧化酶综合利用研究进展
超氧化物歧化酶综合利用研究进展徐颢溪【摘要】超氧化合物歧化酶通过专一催化超氧阴离子自由基歧化反应，有效防御生物体内活泼氧对机体的伤害。
对超氧化合物歧化酶的分类、结构、性质、催化机理与活性以及其在食品工业、日用化工、医药等方面的综合利用进行了阐述，并展望了其发展趋势。
%Superoxide dismutase effective prevented active oxygen in vivo damaged to the body, by exclusive catalysis on disproportionation reaction of superoxide anion radicals. The classification, structure, properties, catalytic mechanism and activity and the utilization in the food industry, daily chemical industry, pharmaceutical and others of superoxide sismutase were described in detail. Moreover,the development trends were prospected.【期刊名称】《园艺与种苗》【年(卷),期】2014(000)008【总页数】4页(P59-62)【关键词】超氧化合物歧化酶;超氧阴离子自由基;活性;应用【作者】徐颢溪【作者单位】安徽职业技术学院化学工程系，安徽合肥230000【正文语种】中文【中图分类】Q544超氧化物歧化酶（Superoxide dismutase，SOD）是生物体系中抗氧化酶系的重要组成成员，广泛分布在微生物、植物和动物体内。
该酶首次由Mann和Keilin[1]于1938年从牛红细胞中分离提纯而获得，全酶由酶蛋白和金属辅助因子构成，通过专一催化超氧阴离子自由基（O-2·）产生歧化反应而清除超氧阴离子自由基，从而防御生物体内氧中毒，现今许多研究证明，当生物体内由于氧气的存在而产生过多自由基或机体过慢清除自由基时，自由基由于其过于活泼的化学反应活性，会和生物机体内的生物大分子进行反应，使生物大分子发生功能性根本改变，如碱基突变、DNA断裂、蛋白质损伤或膜脂过氧化等，致使机体组织器官、机体细胞及分子水平层面造成不同程度损伤，不仅会诱发生物体内各种疾病，更会导致生物机体衰老加速。
《超氧化物歧化酶的研究》论文
超氧化物歧化酶的研究年级：大三专业：化学学号：189940012姓名：邢敏超氧化物歧化酶的研究超氧化物歧化酶(superoxide dismutase，简称SOD)是一种能够催化超氧化物通过歧化反应转化为氧气和过氧化氢的酶。
它广泛存在于各类动物、植物、微生物中，是一种重要的抗氧化剂，保护暴露于氧气中的细胞，可清除生物体内超氧阴离子自由基,有效地抗御氧自由基对有机体的伤害。
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(reactiveoxygen species，ROS)。
细胞产生的活性氧包括:超氧根阴离子(O·－2)、氢氧根离子(OH－)、羟自由基(·OH)、过氧化氢(H2O2)、单线态氧(·2)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。
为了防止氧自由基对细胞体的破坏，几乎所有细胞都有一套完整的保护体，来清除细胞新陈代谢产生的各种活性氧。
其中，超氧化物歧化酶(superoxide dismutase，SOD)在保护细胞免受氧自由基的毒害中发挥着重要作用。
早在1969年，Mc Cord和Fridovich发现了一种血球铜蛋白能清除自由基(O·－2)，并且将这种血球铜蛋白命名为超氧化物歧化酶(SOD)。
SOD几乎存在于所有生物细胞中，通过把O·－2转化为H2O2，H2O2再被过氧化氢酶和氧化物酶转化为无害的水(H2O)，从而达到清除细胞内氧自由基，保护细胞的目的。
1.超氧化物歧化酶的作用机理SOD是一种重要的抗氧化剂，保护暴露于氧气中的细胞。
其能够催化超氧化物通过歧化反应转化为氧气和过氧化氢主要通过以下两步完成:这里M代表金属辅因子，M3+代表金属辅因子的最高价，M2+代表金属辅因子被氧化以后的价位。
超氧化物歧化酶的研究进展
・
综
述 ・
超氧化 物 歧化酶 的研 究进 展
马 晓 丽
（ 晋中学院生物科 学与技术学院 ， 山西 榆次 ０ ００ ） ３６０
［ 摘
要 ］ 超 氧 化 物 歧 化 酶 是 生 物 体 内一 种 重 要 的 氧 自由 基 清 除 剂 ， 够 平 衡 机 体 的 氧 自由 基 ， 年 来 成 为 化 能 近
ｃ ｅ ｓ ｙ ｉｌ ｇ ，ｍｅ ｉ ｉｅ，ｄ ｉ ｈ ｍｉ ａ ｎ ｕ ｔ ｈ ｍｉｔ ，ｂ ｏｏ ｙ ｒ ｄ ｃｎ ａｌ ｃ ｅ ｃ ｉ ｄ ｓ ｙ，ｆ ｏ ｃｅ ｃ ｎ ｎ ｍａ ｕ ｂ ｎ ｒ ｎ ｅｅ ｎ ｒ ｃｅ ｃ ｎ ｙ ｌ ｒ ｏ ｄ ｓ ｉｎ ｅ ａ ｄ ａ ｉ ｌ ｓ ａ ｄ ｙ ａ ｄ ｖ ｔｒ ａ ｓ ｉｎ ｅ ａ ｄ ｈ ｉ ｙ Ｓ ｎ ｉ ｅ ｅ ｔｙ ａ ｓ Ｉ ｎ ｔｏ ｌ ａ ｎ ｉ ｏｔ ｎ ｅ ｒ ｔ ａ ｉｎ ｆ ａ ｃ ｕ ｓｏ ｎ ｉ ｏ ａ ｔ ｒ ｃｉ ａ ａｕ ｏ ｓｕ ｙ Ｏ ｏ ｎ ｒ ｃ ｎ ｅ ｒ ． ｔ ｏ ｎ ｙ ｈ ｓａ ｍｐ ｒ ｔ ｈ ｏ ｅｉｌ ｓｇ ｉ ｃ ｎ ｅ ｂ ｔ ｆ ａ ｔ ｃ ｉ ｉ ａ ｍｐ ｒ ｎ ａ ｔ ｌ ｌｅ ｔ ｔ ｄ ｔ ｐ ｃ ｖ
山 职 Ｚｌ 薹学院 学 报 ２１ 年２ 第２ 卷 第 １ ０ ０ 月 ｏ 期
超氧化物歧化酶的研究进展
超氧化物歧化酶的研究进展一、本文概述超氧化物歧化酶（Superoxide Dismutase, SOD）是一类重要的抗氧化酶，它在生物体内发挥着至关重要的角色，负责清除由氧代谢产生的活性氧自由基——超氧阴离子。
由于其在抗氧化防御系统中的重要地位，超氧化物歧化酶的研究一直是生物学、医学和农业科学等多个领域的热点。
本文旨在综述近年来超氧化物歧化酶的研究进展，包括其分子结构、生物学功能、表达调控机制、活性检测方法以及在疾病治疗和农业生物技术中的应用等方面。
通过深入了解和探讨超氧化物歧化酶的研究现状和未来趋势，以期为相关领域的研究提供有价值的参考和启示。
二、SOD的结构与功能超氧化物歧化酶（Superoxide Dismutase，简称SOD）是一种广泛存在于生物体内的金属酶，具有抗氧化和清除自由基的重要作用。
SOD的分子量因其来源和类型的不同而有所差异，但其基本结构都包含有一个或多个金属离子（如铜、锌、锰或铁）以及与之结合的氨基酸残基。
在结构上，SOD通常以同源或异源二聚体的形式存在，其活性中心包含有一个或多个金属离子，这些金属离子通过配位键与蛋白质中的氨基酸残基相连。
SOD的活性中心结构使其具有高效的催化活性，能够迅速将超氧阴离子自由基（O2-•）歧化为过氧化氢（H2O2）和氧气（O2）。
在功能上，SOD的主要作用是清除生物体内产生的超氧阴离子自由基。
超氧阴离子自由基是一种高度活性的自由基，可以引发一系列的氧化反应，导致生物大分子的损伤和细胞死亡。
SOD通过将其歧化为过氧化氢和氧气，从而有效地清除了超氧阴离子自由基，保护了生物体免受氧化应激的损害。
SOD还具有调节细胞信号转导、维持细胞稳态和增强免疫力等多种功能。
研究表明，SOD在抗氧化防御系统中起着关键作用，能够抵抗外源性和内源性氧化应激的影响，维护细胞的正常功能和生命活动的进行。
随着对SOD结构与功能的深入研究，人们发现不同来源和类型的SOD具有不同的催化特性、底物亲和力和组织特异性。
超氧化物歧化酶的研究现状及在化妆品中的应用
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第８ 期 （ 总第 ３ ６ １ 期）
２ ０ １ ４年 ８月
农产品加工 （ 学பைடு நூலகம்）
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超氧化物歧化酶(SOD)研究进展
一、超氧化物歧化酶( SOD)概述:超氧化物歧化酶( Superoxide dismutase, SOD)是一种广泛存在于生物体内,能清除生物体内的超氧阴离子自由基(O-2 ) ,维持机体中自由基产生和清除动态平衡的一种金属酶。
具有保护生物体,防止衰老和治疗疾病等作用。
1938年, keilin从牛血中分离出一种含Cu的血铜蛋白。
1969年Mccwrd及Fridovich发现血铜蛋白、肝铜蛋白、脑铜蛋白均有O2- 歧化活性,因此,将该酶命名为超氧化物歧化酶。
此后,对超氧化物歧化酶的研究逐步深入。
超氧化物歧化酶广泛存在于生物体中,是属于结合酶类。
目前已发现SOD的三种同工酶,其特征见表一。
表一三种SOD的特征种类颜色分子量分子构象亚基数分布Cu. /Zn. SOD 蓝绿色32000 β- 折叠2 真核细胞Mn. SOD 粉红色80000 α- 螺旋4 真核细胞、原核细胞Fe. SOD 黄色40000 α- 螺旋2 原核细胞超氧阴离子自由基(O2- )是机体不同反应产生的重要的自由基,对机体有害,会导致机体的衰老。
超氧化物歧化酶是机体内天然的自由基清除剂,催化超氧阴离子自由基(O2- )发生歧化反应,清除的超氧阴离子自由基(O-2 )对机体的作用。
SOD催化O2- 的反应如下:2O -2 + 2H+ SOD H2O2 + O22H2O2 CAT 2H2O + O2 (CAT为过氧化物酶)H2O2 + 2GSH GSHPX GSSG + 2H2O (GSHPX为谷胱甘肽过氧化物酶)二、SOD在医学上的应用1SOD在抗衰老中的作用人体随着年龄的增加,皮肤会变得粗糙、发皱、变黑和形成老年斑,其中老年斑是皮肤衰老的典型现象,即在老年人的面部、手部皮肤上出现黑褐色斑块或斑点。
老年斑主要由黑色素组成,而自由基在黑色素形成、反应和组成中起重要作用。
在有空气存在时,光照黑色素可使其耗氧增加,产生O-2 和羟自由基。
超氧化物歧化酶(SOD)的应用研究进展
Ｒｅ ｓ ｅ ａ ｒ ｃ ｈ Ｐｒ ｏ ｇ ｒ ｅ ｓ ｓ ｏ ｎ Ａｐ ｐｌ ｉ ｃ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｏ ｆ Ｓｕ ｐｅ ｒ ｏ ｘ ｉ ｄｅ
Ｄｉ ｓ ｍｕ ｔ ａ ｓ ｅ（ Ｓ ＯＤ）
ＤＯＮＧ Ｌｉ ａ ｎ ｇ ，ＨＥ Ｙｏ ｎ ｇ — ｚ ｈ ｉ ，Ｗ ＡＮＧ Ｙｕ ａ ｎ ． １ ｉ ａ ｎ ｇ ， ＤＯＮＧ Ｚｈ ｉ — ｙ ａ ｎ ｇ
胞 。近年来 ， Ｓ Ｏ Ｄ在农业 和医药 等多个领域都展现出 了巨大的应用价值和开发前景 。对 Ｓ Ｏ Ｄ 的功能 、 抗氧化
机制 、 类 型以及生产方式等进行 了概述 ， 并重点综述 了 Ｓ Ｏ Ｄ在工 业 （ 医药 工业 ， 食 品和 日化 工业 ） 和农 业上 的
的应用情况及发展潜力 ， 以期为我 国 Ｓ Ｏ Ｄ产 品的深入开发和利用提供参考 。
ｏ ｘ ｙ ｇ ｅ ｎ ａ ｎ ｄ ｈ ｙ ｄ ｒ ｏ ｇ ｅ ｎ ｐ ｅ ｒ ｏ ｘ ｉ ｄ ｅ ． Ｓ ＯＤ ｈ ａ ｓ ｂ ｅ ｅ ｎ ｗｉ ｄ ｅ ｌ ｙ ｄ ｉ ｓ ｃ ｏ ｖ ｅ ｒ ｅ ｄ ｉ ｎ ｌ ｉ ｖ ｉ ｎ ｇ ｏ ｒ ｇ ａ ｎ ｉ ｓ ｍｓ ，ｉ ｎ ｃ ｌ ｕ ｄ ｉ ｎ ｇ ａ ｎ ｉ ｍａ ｌ ｓ ，ｐ ｌ ａ ｎ ｔ ｓ ａ ｎ ｄ
董 亮 ， 何 永志 ， 王远亮 ， 董志扬
（ １ ． 湖南农业大学食 品科技学 院 ， 长沙 ４ １ ０ １ ２ ８ ； ２ ． 中国科学 院微生 物研究所 ， 微生物资源前期开发 国家重点实验 室 ， 北京 １ ０ ０ １ ０ １ ）
摘 要 ： 超氧化物歧化 酶（ ｓ ｕ ｐ ｅ ｒ ｏ ｘ ｉ ｄ ｅ ｄ ｉ ｓ ｍ ｕ ｔ ａ ｓ ｅ ， 简称 Ｓ Ｏ Ｄ） 是 一种 能够催化 超氧化物通过歧化反应 转化为氧气 和过氧化氢 的酶 。它广泛存 在于各类动物 、 植物、 微生物 中， 是一种 重要 的抗氧化 剂 ， 保 护暴露于氧气 中的细
“超氧化物歧化酶研究”文件汇整
“超氧化物歧化酶研究”文件汇整目录一、超氧化物歧化酶研究与应用二、超氧化物歧化酶研究进展三、超氧化物歧化酶研究综述四、超氧化物歧化酶研究和应用进展超氧化物歧化酶研究与应用超氧化物歧化酶（Superoxide Dismutase，简称SOD）是一种金属酶，广泛存在于生物体内。
它能够利用特定金属离子，如铜（Cu）和锰（Mn），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。
SOD在生物体内具有重要的生理功能，因此对SOD的研究与应用具有重要意义。
SOD可以分为三类：Cu/Zn-SOD、Mn-SOD和Fe-SOD。
它们分别以铜、锰和铁作为活性中心的金属离子。
这些酶的结构和性质各不相同，但都具有催化超氧阴离子自由基歧化的能力。
SOD在生物体内发挥着重要的生理功能。
它能够清除超氧阴离子自由基，防止自由基对细胞和组织的损伤。
SOD参与抗氧化应激反应，可以减轻氧化应激对生物体的伤害。
SOD还参与调节免疫反应和细胞凋亡等生理过程。
SOD主要来源于动物组织和植物提取物，如牛、猪、鸡、菠菜等。
SOD 也可以通过基因工程和细胞培养等方法进行制备。
目前，已有许多关于SOD制备技术的研究报道，如离子交换法、凝胶过滤法、亲和层析法等。
由于SOD具有清除自由基、抗氧化应激等生理功能，因此被广泛应用于医疗、保健、化妆品等领域。
在医疗领域，SOD可以用于治疗一些与自由基相关的疾病，如类风湿性关节炎、动脉粥样硬化等。
在保健领域，SOD可以作为保健品添加到食品中，提高食品的抗氧化能力。
在化妆品领域，SOD可以作为化妆品成分，提高化妆品的抗氧化效果。
超氧化物歧化酶（SOD）是一种重要的生物酶，具有清除自由基、抗氧化应激等生理功能。
对SOD的研究与应用已经成为当前生物科学领域的研究热点。
随着对SOD结构和功能的深入了解，以及制备技术的发展，SOD在医疗、保健、化妆品等领域的应用前景将会更加广阔。
超氧化物歧化酶研究进展超氧化物歧化酶（Superoxide Dismutase，简称SOD）是一种重要的抗氧化酶，它在生物体内扮演着清除超氧阴离子自由基（superoxide anion radicals）的角色，对于维持细胞环境和体内平衡具有至关重要的作用。
微生物超氧化物歧化酶的研究进展
01 E >4&!"# 结构基因克隆到含 )&甘油醛磷酸盐脱氢酶基因 启动子的 酵 母 表 达 菌 中， 重组质粒产生约占总细胞蛋白 且表达的 !"# 具有酶活性。 ’< 的人 01 E >4&!"#， 我国医学科学院基础医学研究所和海军总医院分子生 物学研究室已成功将人血 01， >4&!"# 基因克隆到大肠杆菌
［,+］ 溶的具 有 正 常 酶 活 性 的 人 的 01， 将人 >4&!"#。 *LL 等
养基中培养乳酸链球菌时， !"# 活力比在厌氧条件下培养 的 + 倍还高。而且 !"# 活性增加不仅发生在对数生长阶段 的后期， 还发生在稳定阶段的前期。因此， 先在有微过滤模 块的厌氧发酵罐系统中得到高密度的乳酸链球菌发酵液， 然后再用高压氧加压， 可提高 !"# 的生产力。 9G4KKL4 等
［’］ 研究表明， 在氧气压力达 ’ GJ? 的肉汤培 FG4HD1ICH 等
（ D@1JGJCHL46 !& %T 片段插入表达病毒的谷胱甘肽 !&转移酶 （N!F） ） 基因， 再将构建的质粒导入大肠杆菌中， 可 JOG4KX6OGK6 溶性 N!F&!"# 蛋白可得到 ’ ?D E , Y?) 培养液的表达。 9G@@6P6@@ 等人报道了用 FGI@ 启动 子 指 导 人 的 01， >4& 还利用酵母甘油醛磷 !"# 基因在大肠杆菌中的高效表达， 酸脱氢酶启动子指导该基因在酵母中的高效表达， 产生可
王素芳等： 微生物超氧化物歧化酶的研究进展 通常在空气中能存活的厌氧微生物 !"# 的含量要稍低于需 氧微生物， 对氧抗性越大的微生物其 !"# 含量越高。徐建
超氧化物歧化酶SOD研究进展
环境胁迫可以引起植株整体水平碳和氮代 谢的改变, 从而降低光合和生长速率。然而在分 子水平上, 则由于活性氧的产生与活性氧清除系 统之间的平衡被破坏, 植物细胞中积累大量的活 性氧, 从 而对许多重 要的细 胞组分造 成氧化损 伤。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# ) 。它们可以导致膜脂过氧化、碱基突变、 DNA 链的断裂和蛋白质的损伤[ 1]
3 SOD 基因工程进展
几种 SOD cDNA 已从植物 中得到克隆并用 来转化不同的植物, 最终获得 SOD 活性增强的 转基因植株。在转基因烟草、苜蓿、土豆和棉花 中, 叶绿体 SOD 的过量表达, 提高了它们对氧化 胁迫的耐受性; SOD 在苜蓿线粒体和土豆细胞质 中的过量表达, 也具有同样的效果[ 7] ; 转基因苜
superoxide dismutase prot ect transgenic plants against ozone damage.-BioPTechnology, 1994, 12: 165~ 168 [ 3 ] Per-l Treves R, Galun. E, The tomato CuPZn superoxide dismut ase genes are development ally regulat ed and respond to l ight and stress. Plant Mol Biol , 1991, 17: 745~ 760
植物体内有效清除活性氧酶类包括超氧化 物歧化酶( SOD) 、抗坏血酸过氧化物酶( APX) 和 过氧化氢酶( CAT ) 等。SOD 可以催 化超氧化物 生成 H2 O2 和 O2 ; APX 和过氧 化氢酶 可将 H2 O2 还原成 H2O。利用基因工程增加这些酶类在植 物细胞内的含量, 从而获得具有实用价值的抗逆 农作物, 是近几年国内外生物工作者研究的重点 之一。目前, 已从多种 植物材料 中分离 克隆了 SOD cDNA 并用来转化不同的植物, 均获得抗逆 程度不一的转基因植株。
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超氧化物歧化酶（Superoxide Dismutase，简称SOD）是一种生物酶，具有消除生物体内超氧阴离子自由基的作用。
近年来，随着对其性质和作用机制的深入了解，超氧化物歧化酶在许多领域的应用研究取得了显著的进展。
超氧化物歧化酶是一种金属酶，包含铜和锌等金属离子，存在于生物体的各种组织中。
其主要功能是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，从而消除体内的超氧阴离子自由基，保护细胞免受氧化应激损伤。
超氧化物歧化酶在医学、环保等领域有着广泛的应用价值。
在医学方面，超氧化物歧化酶可用于治疗和预防自由基引起的疾病，如炎症、动脉粥样硬化、癌症等。
它还可以用于缓解疲劳、抗氧化、抗衰老等领域。
在环保方面，超氧化物歧化酶可用于降解有机污染物，处理工业废水等。
近年来，超氧化物歧化酶的研究取得了许多重要进展。
在医疗方面，研究者们通过基因工程、蛋白质工程等技术手段，对超氧化物歧化酶进行改造和优化，提高了其稳定性和活性。
研究者们还发现了超氧化物歧化酶新的应用领域，如治疗帕金森病、阿尔茨海默病等神经退行性疾病。
在食品方面，超氧化物歧化酶可用于开发新型的食品添加剂，以延长食品的保质期，提高食品的营养价值。
在环保领域，超氧化物歧化酶的研究主要集中在降解有机污染物方面。
研究者们通过优化反应条件和酶的制备方法，提高了超氧化物歧化酶的降解效率。
超氧化物歧化酶在处理工业废水、农业残留物等方面也有着重要的应用价值。
随着科技的不断进步和研究的深入，超氧化物歧化酶的应用前景越来越广阔。
在未来，超氧化物歧化酶将在各个领域发挥更加重要的作用。
在医疗领域，随着个性化医疗和精准医疗的发展，超氧化物歧化酶的改造和优化将更加重要。
通过基因工程、蛋白质工程等技术手段，我们可以开发出更加高效、稳定的超氧化物歧化酶药物，以满足临床需求。
随着神经退行性疾病研究的深入，超氧化物歧化酶在治疗帕金森病、阿尔茨海默病等疾病方面的应用也将得到进一步拓展。
超级氧化物歧化酶的研究及应用探讨
超级氧化物歧化酶的研究及应用探讨超级氧化物歧化酶作为一种重要的抗氧化酶，在生物体内扮演着至关重要的角色。
它可以参与清除体内自由基和抵御氧化应激反应，从而维持人体健康。
随着科技的不断发展和深入研究，对超级氧化物歧化酶的研究和应用也越来越广泛。
本文将从超级氧化物歧化酶的结构、功能、研究、应用等方面进行探讨。
一、超级氧化物歧化酶的结构和功能超级氧化物歧化酶（SOD）是一种催化氧气自由基清除酶，主要存在于人体细胞中的胞质、线粒体和细胞外基质等处。
它能够将超氧阴离子（O2.-）转化为过氧化氢（H2O2）和氧气，从而消除体内自由基的危害。
据研究发现，超级氧化物歧化酶的活性和特异性与其结构密切相关。
超级氧化物歧化酶的结构主要有四种类型：锌结合型SOD（Cu/Zn-SOD）、铜结合型SOD（Cu-SOD）、锰结合型SOD（Mn-SOD）和铁结合型SOD（Fe-SOD）。
其中，Cu/Zn-SOD是人体中最常见的一种，具有抗氧化、细胞保护等多种生物学作用。
Mn-SOD则主要存在于线粒体中，是抗氧化体系中精细调控的主要成分之一。
二、超级氧化物歧化酶的研究进展超级氧化物歧化酶作为一种重要的抗氧化酶，在生物医学领域的研究备受关注。
近年来，在超级氧化物歧化酶的结构、功能、调控等方面取得了一系列研究进展。
1、SOD基因的研究SOD基因是编码超级氧化物歧化酶的基因。
该基因在不同物种间有不同的结构和表达方式。
近年来，研究者通过对SOD基因的研究，揭示了SOD之间的相互作用、细胞信号转导途径等重要信息。
此外，对SOD基因的突变和表达水平的调控也成为了很多研究的热点。
2、SOD酶活性的研究超级氧化物歧化酶的酶活性是其体内功能的重要指标。
目前，许多新型药物的研制都基于SOD的酶活性和特异性。
研究者通过对SOD酶活性的测定和判断，不仅可以评价新药物的疗效，还可以有效的预测药物的毒性和副作用，为药物研发提供了重要的依据。
3、SOD的配位机理研究SOD的活性严重依赖于其结构的稳定性和协同作用。
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超氧化物歧化酶的现状研究进展(一)关键词：超氧化物歧化酶;生理功能;特性;应用摘要:超氧化物歧化酶是生物体内清除超氧阴离子自由基的一种重要酶，具有重要的生理功能，在医药、食品、化妆品中有广泛的应用前景。
现从分类、分布、结构、性质、催化机理、制备、应用等方面探讨了超氧化物歧化酶的基础研究进展。
关键词:超氧化物歧化酶;生理功能;特性;应用Advanceincurrentresearchofsuperoxidedismutase.Abstract:SuperoxideDismutase（SOD）isanimportantenzymeinorganism，whichcanremovesuperoxidefreeradical.Itiswide-lyusedinclinicaltreatment，food，andcosmeticindustryforitsimportantphysiologicfunction.Thisreviewpresentsabasicreseachoutline ofSOD，includingclassification，distribution，structure，property，thecatalysemechanism，preparationandapplication.Keywords:Superoxidedismutase;Physiologicfunction;Property;Application1938年Mann和Keilin〔1〕首次从牛红细胞中分离出一种蓝色的含铜蛋白质（Hemocuprein），1969年Mccord及Fridovich〔2〕发现该蛋白有催化O2，发生歧化反应的功能，故将此酶命名为超氧化物歧化酶（SuperoxideDismutase，SOD，EC1.15.1.1）。
该酶是体内一种重要的氧自由基清除剂，能够平衡机体的氧自由基，从而避免当体内超氧阴离子自由基浓度过高时引起的不良反应，同时SOD是一种很有用途的药用酶。
有关SOD的研究受到国内外学者的广泛关注，涉及到化学、生物、医药、日用化工、食品诸领域，是一个热门研究课题。
通过多年努力，在SOD的基础研究方面取得了巨大成果。
目前，SOD临床应用主要集中在抗炎症方面（以类风湿以及放射治疗后引起的炎症病人为主），此外对某些自身免疫性疾病（如红斑狼疮、皮肌炎）、肺气肿、抗癌和氧中毒等都有一定疗效;在食品工业主要用作食品添加剂和重要的功能性基料;在其它方面也有相关应用。
现就有关SOD的基础研究进展及应用方面作以简述。
1SOD的种类与分布SOD是一类清除自由基的蛋白酶，对需氧生物的生存起着重要的作用，是生物体防御氧毒性的关键。
迄今为止，科学家已从细菌、真菌、原生动物、藻类、昆虫、鱼类、植物和哺乳动物等生物体内都分离得到了SOD。
基于金属辅基不同，这些SOD至少可以分为Cu/Zn-SOD、Mn-SOD、Fe-SOD三种类型〔3〕。
表1不同种类型的SOD分布（略）一般来说，Fe-SOD是被认为存在于较原始的生物类群中的一种SOD类型;Mn-SOD是在Fe-SOD 基础上进化而来的一种蛋白类型，由于任何来源的Mn-SOD和Fe-SOD的一级结构同源性都很高，均不同于Cu/Zn-SOD的序列，可见它们来自同一个祖先;Cu/Zn-SOD分布最广，是一种真核生物酶，广泛存在于动物的血、肝和菠菜叶、刺梨等生物体中。
除以上三种SOD外，Sa-OukKang等人最近又从链霉菌Streptomycesspp.和S.coelicotor中发现了两种新的SOD，一种是含镍酶即Ni-SOD，另一种是含铁和锌的酶即Fe/ZnSOD，它们均为四聚体，表观分子量分别是13KD和22KD，它们之间没有免疫交叉反应〔4～6〕。
2SOD的催化机理超氧化物歧化酶作用的底物是超氧阴离子自由基（O·-2），它既带一个负电荷，又只有一个未成对的电子。
在不同条件下，O·-2既可作还原剂变成O2，又可作氧化剂变成H2O2，H2O2又在过氧氢酶（Catalase，CAT）的作用下，生成H2O和O2，由此可见，有毒性的O·-2在H2O2又在过氧氢酶（Catalase，CAT）的作用下，生成H2O和O2，由此可见，有毒性的O·-2在SOD和CAT共同作用下，变成了无毒的H2O和O2。
其作用机理如下:SOD+O·-2SOD-+O2SOD-+O·-2+2H+SOD+H2O22O·-2+2H+SODO2+H2O2H2O2CATH2O+O23SOD的结构和性质3.1不同SOD的结构超氧化物歧化酶（SOD）从结构上可分为两族:CuZn-SOD为第一族，Mn-SOD 和Fe-SOD为第二族。
天然存在的SOD，虽然活性中心离子不同，但催化活性部位却具有高度的结构同一性和进化的保守性，即活性中心金属离子都是与3或4个组氨酸（His）、咪唑基（Mn-SOD含1个天门冬氨酸羧基配位）和1个H2O分子呈畸变的四方锥或扭曲的四面体配位。
CuZn-SOD作为SOD结构上的第一族，是人们对于SOD结构研究的突破口，也是人们了解最多的一种SOD。
比较不同来源的CuZn-SOD的氨基酸序列可以发现，它们的同源性都很高〔7〕。
有些氨基酸还很保守，在所有序列中都不变，这暗示着这些氨基酸与活性中心有关。
如图1牛红细胞CuZn-SOD的结构所示:每个铜原子除分别与4个组氨基酸残基（His44.46.61.118）的咪唑氮配位外，还与一轴向水分子形成远距离的第五配位，Zn则与3个组氨酸残基（His61.69.78）和1个天冬氨酸（D81）配位。
Cu、Zn共同连接组氨酸61组成“咪唑桥”结构。
图1牛红细胞CuZn-SOD的结构示意图〔8〕（略）Mn-SOD和Fe-SOD同属于SOD结构上的第二族，Mn-SOD是由203个氨基酸残基构成的四聚体，Mn（Ⅲ）是处于三角双锥配位环境中，其中一轴向配位为水分子，另一轴向被蛋白质辅基的配位His-28占据，另3个配基His-83、His-170和Asp-166位于赤道平面。
Fe-SOD 的活性中心是由3个His，1个Asp和1个H2O扭曲四面体配位而成〔9〕。
3.2不同SOD的性质SOD是一种酸性蛋白，在酶分子上共价连接金属辅基，因此它对热、pH 以及某些理化性质表现出异常的稳定性，其主要的理化性质见表2。
表24种SOD的理化性质（略）从上面可以看出，Mn-SOD、Fe-SOD的结构特征是不含半光氨酸，含有较多的色氨酸和酪氨酸，因此紫外吸收光谱类似一般蛋白质，在280nm附近有最大吸收峰，Mn-SOD的可见光谱在475nm处附近有最大吸收，Fe-SOD在350nm处有最大吸收，这都反映了所含金属离子的光学性质。
4SOD的生产方式目前国内已开发的SOD产品绝大分都是Cu/Zn-SOD，它们最早是从动物的血、肝中分离提取的，主要有以下几个步骤:溶血液的制备、选择性热变性、超滤浓缩、丙酮沉淀、柱层析、冷冻干燥〔10〕。
但是由于这种方法不可避免地发生一些交叉感染，过敏性反应等现象，开发研究从植物中提取SOD就显得尤为重要。
我国近年来在植物SOD的研究领域有大量相关报道。
许平〔11〕、袁艺〔12〕、赵文芝〔13〕、余旭亚〔14〕等分别从大蒜、桑叶、沙棘、仙人掌中提取SOD并进行了相关研究。
其提取方法主要有分步盐析法、有机溶剂沉淀法、层析柱法等。
除了从动植物中提取SOD外，选育SOD高产菌株进行发酵生产也是比较有价值的一种方法。
1997年王岁楼等人自然筛选出1株SOD高产菌株Y-216，酶活可达600U/g湿菌体〔15〕，并对其形成SOD的生理条件作了初步研究，为SOD的工业化发酵生产打下了基础。
吴思芳等人研究了从啤酒废酵母生产、提取、纯化SOD的方法和条件，得到比活为3048U/mg的SOD酶，指出开展啤酒废酵母生产SOD的综合利用具有经济价值和社会意义〔16〕。
由于天然SOD来源有限，且具有异体蛋白免疫原性，外源SOD不易被人体接受等缺陷，使之在应用方面受到很大限制。
SOD基因工程是广开酶源，降低成本和获得无抗原性的人源SOD的有效途径。
近年来，美、日、英、德相继开发了微生物SOD基因工程产品，并进行了临床实验〔17〕。
我国医学科学院基础医学研究所和海军总医院分子生物学研究室已成功将人血CuZn-SOD克隆到大肠杆菌中，表达率高达50%。
施惠娟等〔18，19〕分别以人胎肝组织及人肝细胞株（L02）总RNA为模板，以RT-PCR法获得hCuZn-SOD和hMn-SODcDNA，构建表达质粒pETSOD，并导入E.coli细胞中使之表达。
分别获得了38%和50%的高表达率，且表达的SOD有酶活性。
鉴于重组的人SOD在体内半衰期仍很短，施惠娟等〔20〕又通过基因工程的方法将rhCuZn-SODcDNA基因改造得到了更加稳定的酶。
以上说明了我国人源SOD在微生物细胞中的克隆和表达已达到了国际水平。
目前，国内外在基因工程生产SOD 方面均取得了可喜的成果。
5SOD的模拟研究与天然SOD相比，SOD的模拟物有着更显著的优点〔21〕。
首先是获取和制备比天然SOD要简单得多。
天然SOD要从人或其它生物中提取，这就决定了天然SOD的提取必然困难重重，而且产量不高。
而模拟SOD可以用化学方法来人工合成，其物质和能量消耗低，且产量不会受到限制。
其次，天然SOD作为一种生物大分子，在进入体内时存在着诸如进入细胞能力弱、细胞渗透性差、在血中半衰期短（在人体中SOD只是在很短时间内稳定，其半衰期为分钟级）、不能口服、价格昂贵等缺点〔22〕。
另外，对于非人体SOD还存在着造成免疫损伤的可能。
所以人们把目光投向了SOD模拟物，尤其是低分子量模拟物上。
目前，生物无机化学家们合成和表征了一系列含铜、锰、铁等金属离子的小分子配合物来模拟SOD，期待将来能用小分子模拟化合物代替SOD应用于临床。
其中研究最多的含铜络合物是3，5-二异丙基水杨酸铜〔Cu（3，5-DIPS）〕〔23〕，这是一种低分子量的亲脂性络合物，具有天然CuZn-SOD样活性，可以起到抗炎及减轻由链脲菌素诱导产生的糖尿病。
刘京萍等〔24〕合成的铁（Ⅱ）-酪氨酸模拟SOD金属酶，分子量比天然酶小得多，与天然SOD活性差距较小，且毒性小，从而大大推进了人工合成具有分子质量较小、稳定性高、毒性较底、活性较高等优点的SOD模拟物的研究工作。
但是由于超氧化物歧化酶的模拟属于新型交叉学科，需要化学和生物学知识乃至技术的高度结合，目前的模拟还没有走向成熟，相信随着21世纪化学生物学的崛起，这一新兴交叉学科将会对化学、生物学及医学产生深远的影响。