超氧化物歧化酶生理功能.

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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。

超氧化物歧化酶的生理活性

超氧化物歧化酶的生理活性

新教师教学高等教育(接上页)Photoshop 中的通道是依托图像而存在的,本质上是根据颜色区分图像的不同区域特征,然后借助通道的多重性进行编辑。

利用Alpha 通道可以实现复杂的图像编辑,这是其他工具无法达到的效果。

所以,Photoshop 中的通道一直是其核心内容。

在Photoshop 中通道主要分为原色通道和Alpha 通道,两者主要负责不同的区域。

本文以Alpha 通道为例,进行了原理和应用分析,希望可以给Photoshop 通道的理论研究和实际应用提供一定的参考意见。

参考文献[1]赵伦,颜昌沁.Photoshop 中通道的原理分析及应用[J].计算机时代,2011,08:14-16+19.[2]张晓璐.关于Photoshop 通道原理及其应用的分析研究[J].电脑知识与技术,2011,32:8041-8042.[3]卫敏.浅谈Photoshop 中的图层混合模式的原理及应用[J].太原城市职业技术学院学报,2013,09:184-185.[4]邱骏驹.Photoshop 通道抠图分析及应用[J].电脑开发与应用,2014,05:51-53.超氧化物歧化酶的来源有很多种,动物、植物和微生物中都提取。

其在食品、医药及农业方面表现出很大的应用潜力。

一、SOD 的基本概念1.超氧化物歧化酶的结构及特性。

Fe-SOD 由3个His 、1个Asp 和1个H2O 形成扭曲的配位四面体。

Mn-SOD 则是氨基酸残基构成的四面体。

Cu/Zn-SOD 分子是由非共价键疏水相互作用连接的两个相同的亚基通过缔合形成四方锥结构。

2.超氧化物歧化酶的分布。

真菌里一般含Mn-SOD 和Cu/Zn-SOD 。

大多数真核藻类在其叶绿体基质中存在Fe-SOD ,类囊体膜上结合着Mn-SOD ,而多数藻类中不含Cu/Zn-SOD 。

大多数原始的无脊椎动物细胞中都存在Cu/Zn-SOD ,脊椎动物则一般含有Cu/Zn-SOD 和Mn-SOD 。

人超氧化物歧化酶的结构

人超氧化物歧化酶的结构

人超氧化物歧化酶的结构引言人超氧化物歧化酶(superoxide dismutase,SOD)是一种重要的抗氧化酶,能够将有害的超氧阴离子(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损伤。

本文将详细介绍人超氧化物歧化酶的结构特点、功能机制及其在人体中的重要作用。

结构特点人超氧化物歧化酶是一种金属酶,存在于细胞质和细胞核中。

其结构主要由四个亚基组成:两个相同的Cu/Zn亚基和两个相同的Mn亚基。

Cu/Zn亚基含有铜和锌离子,而Mn亚基则含有锰离子。

SOD的亚基是由多个螺旋和折叠区域组成的,形成了一个复杂的立体结构。

其中,Cu/Zn亚基和Mn亚基的结构略有差异,但都具有共同的功能区域。

这些功能区域包括超氧结合位点、金属结合位点和催化中心。

超氧结合位点是SOD与超氧阴离子结合的地方,其中的氨基酸残基能够与超氧阴离子形成氢键和离子键。

金属结合位点则是SOD与金属离子结合的地方,其中的氨基酸残基能够与金属离子形成配位键。

催化中心是SOD将超氧阴离子转化为氧气和过氧化氢的地方,其中的氨基酸残基通过催化反应加速了这一过程。

功能机制SOD的功能主要是通过催化超氧阴离子的歧化反应来保护细胞免受氧化应激的损伤。

具体来说,SOD能够将两个超氧阴离子转化为一个氧分子和一个过氧化氢分子。

这个反应是一个自催化的过程,即一个SOD分子催化一系列的超氧歧化反应。

SOD的催化过程主要涉及到其功能区域的氨基酸残基。

首先,超氧阴离子与SOD的超氧结合位点发生结合,形成一个稳定的中间体。

然后,超氧结合位点上的氨基酸残基与超氧阴离子发生氧化还原反应,将超氧阴离子的电子转移至金属结合位点上的金属离子。

最后,金属结合位点上的氨基酸残基与金属离子发生氧化还原反应,将电子转移回超氧结合位点上的氨基酸残基。

这样,SOD就能够不断地催化超氧阴离子的歧化反应,从而保护细胞免受氧化应激的损伤。

重要作用SOD在人体中具有重要的抗氧化作用,能够保护细胞免受氧化应激的损伤。

细胞外超氧化物歧化酶

细胞外超氧化物歧化酶

细胞外超氧化物歧化酶
细胞外超氧化物歧化酶(extracellular superoxide dismutase,EC-SOD)是一种重要的抗氧化酶,它能够将细胞外的超氧阴离子(superoxide anion,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损伤。

EC-SOD主要存在于细胞外基质中,包括血管壁、肺泡、肾小球、关节软骨等组织中。

它的主要功能是清除细胞外的超氧阴离子,防止其进入细胞内部,从而保护细胞免受氧化应激的损伤。

此外,EC-SOD还能够调节细胞外基质的氧化还原状态,维持组织的正常生理功能。

EC-SOD的表达受到多种因素的调节,包括氧化应激、炎症、生长因子等。

研究表明,EC-SOD的表达水平与多种疾病的发生和发展密切相关。

例如,肺部疾病、心血管疾病、糖尿病等疾病的患者常常伴随着EC-SOD表达水平的下降,这可能是导致这些疾病发生和发展的重要原因之一。

因此,EC-SOD的研究具有重要的理论和实际意义。

一方面,深入了解EC-SOD的生物学功能和调节机制,有助于揭示氧化应激与疾病发生发展之间的关系,为疾病的预防和治疗提供新的思路和方法。

另一方面,开发EC-SOD的药物或治疗手段,有望成为治疗氧化应激相关疾病的新途径。

EC-SOD作为一种重要的抗氧化酶,具有广泛的生物学功能和临床应用前景。

未来的研究应该进一步深入探讨其生物学机制和临床应用价值,为人类健康事业做出更大的贡献。

植物超氧化物歧化酶的性质和功能

植物超氧化物歧化酶的性质和功能

植物超氧化物歧化酶的性质和功能植物是地球上最主要的生物,是氧气和有机物的主要生产者。

然而,自由基反应和氧化损伤在植物生长发育过程中也起着重要作用,因此植物必须拥有一定的自我保护机制,以对抗氧化损伤。

超氧化物歧化酶(SOD)是一种重要的抗氧化酶,存在于植物细胞中。

SOD能够催化超氧阴离子的歧化反应,将其转化为氧气和过氧化氢,从而保护细胞免受氧化损伤。

植物SOD主要分为三种类型:铜锌SOD(Cu/ZnSOD)、铁SOD(FeSOD)和钴SOD(CoSOD)。

这些不同类型的SOD有不同的催化活性的中心,表现出各自独特的性质和功能。

1. 铜锌SOD铜锌SOD是植物中最广泛分布的一种SOD。

它包含有两个金属中心:一个铜离子和一个锌离子。

铜锌SOD能够在抗氧化过程中发挥重要的作用。

铜离子主要用来催化超氧歧化反应,而锌离子则有助于保持蛋白质的结构和稳定性。

铜锌SOD通常存在于细胞质和叶绿体中,对于维护细胞的抗氧化平衡和保护光合作用的正常进行至关重要。

2. 铁SOD铁SOD是一种具有极高抗氧化活性的SOD。

它被认为是各种组织和器官中最有效的抗氧化酶之一,具有重要的生物学功能。

铁离子是铁SOD催化活性中心的组成部分。

它能在反应中起到催化作用,同时也会引入自由基产生氢氧化物。

尽管如此,铁SOD仍然是一种非常重要的抗氧化酶,可用于保护细胞免受自由基损伤。

3. 钴SOD钴SOD是一种广泛分布于植物玄武岩和钴矿物质富集区的SOD。

这种SOD的活性中心包含有一个钴离子。

它能够催化超氧阴离子的歧化反应,从而产生氧和过氧化氢,保护细胞免受氧化损伤。

总的来说,植物SOD酶能够对抗氧化损伤,保护植物免受自由基和其他氧化物质的伤害。

铜锌SOD、铁SOD和钴SOD分别有不同的催化活性主要用于不同的生物学系统。

这些酶在植物生长发育和抗病性上发挥着重要的作用,是植物生理学研究领域中一个重要的分支。

超氧化物歧化酶的生理功能.

超氧化物歧化酶的生理功能.

《保健食品》课程教学设计
项目保健食品的功效成分学时16学时任务自由基清除剂学时4学时
知识点(技能
点)超氧化物歧化酶的生理功

学时
教学内容超氧化物歧化酶的生理功能
教学目标
技能目标
知识目标掌握超氧化物歧化酶的生理功能态度素质目标
积极进取,勤于思考
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教学重点掌握超氧化物歧化酶的生理
功能
教学难点
掌握超氧化物歧化酶的生理功能
教学条件要

教材、图片、多媒体课件
教学方法与手段案例引入、讨论交流、启发引导等教学方法借助图片、视频等多媒体手段
参考资料功能性食品技术张全军对外经贸大学出版社
教学内容设计
步骤教学内容教学方法教学手段学生活动告知(教学
内容、目的)
酶类自由基清除剂讲授多媒体课件
引入(任务)SOD是什么案例引入、
讨论交流
课件、图片听讲、思考、讨论
实施超氧化物歧化酶的生
理功能
引导、启
发、讨论
课件、图片听讲、思考、讨论
深化(加深对基本能力的认识与体会)
归纳超氧化物歧化酶主要
有5方面的生理功能
引导
总结超氧化物歧化酶具有
重要生理功能
讲授听讲、思考
作业超氧化物歧化酶的生理功能考核与评价课堂表现、作业。

sod_百度百科

sod_百度百科
⑤.化疗副作用的消除剂
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。

植物超氧化物歧化酶

植物超氧化物歧化酶

植物超氧化物歧化酶
植物超氧化物歧化酶是一种重要的酶类,它能够将超氧自由基转化成较为稳定的氧气和过氧化氢。

超氧自由基是一种高度活性的氧化物质,会对细胞产生损伤,而植物超氧化物歧化酶的存在能够帮助植物应对各种环境压力,如病毒感染、氧气浓度变化等。

植物超氧化物歧化酶的基因在不同的植物中具有差异,但它们的结构和功能基本相似。

该酶的基本结构由两个相同的亚基组成,每个亚基中含有一个金属离子中心,可以接受并转移电子。

在植物超氧化物歧化酶的催化过程中,超氧自由基首先结合到酶的活性中心上,接着被还原成过氧化氢和氧气。

这个过程中需要用到一些辅助因子,如还原型谷胱甘肽等。

植物超氧化物歧化酶在植物的生长和发育过程中发挥着重要的作用,它不仅可以帮助植物抵御各种环境压力,还可以调节植物的细胞分化和组织发生等过程。

因此,研究植物超氧化物歧化酶的结构和功能对于揭示植物生物学的重要机制具有重要的意义。

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超氧化物歧化酶

超氧化物歧化酶

• 药物类 主要集中在炎症病患者,尤其治疗类风湿关节炎、 主要集中在炎症病患者,尤其治疗类风湿关节炎、 慢性多发性关节炎、心肌梗塞、心血管病、 慢性多发性关节炎、心肌梗塞、心血管病、肿瘤患 者以及放射性治疗炎症病患者; 者以及放射性治疗炎症病患者; • 用于生化制药 作为一种生化酶制剂,广泛应用于临床和科研上, 作为一种生化酶制剂,广泛应用于临床和科研上, 具有极强的抗衰老,抗肿瘤、 调节人体内分泌系统 具有极强的抗衰老,抗肿瘤、 作用; 作用;
应用前景
• SOD 是一种新型的抗炎症药 尤其对关节炎和类风湿关节 是一种新型的抗炎症药,尤其对关节炎和类风湿关节 炎有明显疗效,根据 根据SOD 作用机制和毒性试验 它对治疗因 作用机制和毒性试验,它对治疗因 炎有明显疗效 根据 O·2 引起的各种疾病都有一定的疗效 为此 引起的各种疾病都有一定的疗效. 为此,SOD 可作为抗 衰老、抗炎症、 衰老、抗炎症、自身免 • 疫疾病患者广泛应用的医药品. 此外,SOD 对治疗贝切特氏 疫疾病患者广泛应用的医药品 此外 症、心肌梗塞等血虚性心脏病、胶原病、新生 心肌梗塞等血虚性心脏病、胶原病、 • 儿呼吸困难综合症、防御放射性伤害等也可望有效. 近年 儿呼吸困难综合症、防御放射性伤害等也可望有效 来美、 英国等对SOD 作为药品开发应用进行了 来美、日、德、英国等对 一系列研究和临床试验并得到广泛应用。 一系列研究和临床试验并得到广泛应用。
大蒜中提取sod
• 采用热变性,聚乙二醇(PEG)6000沉淀作用和DEAE-纤 维素柱层析3种方法对大蒜细胞溶质中的超氧化物歧化酶 进行分离纯化。其方法如下:
• 大蒜→粉碎→水提→过滤→热变性→离心分离 →超滤→纳滤浓缩→真空冷冻干燥→大蒜SOD。
大蒜中sod的提取

超氧化物歧化酶概述

超氧化物歧化酶概述

超氧化物歧化酶概述第一节超氧化物歧化酶简介超氧化物歧化酶(SOD),是英文Superoxide Dismutase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。

研究表明,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。

研究还表明,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,目前在化妆品、食品、保健品、医药、酒类、饮料等行业也已开始使用SOD,其发展前景十分广阔。

SOD对放疗、化疗患者白细胞有明显的保护作用,SOD能够十分有效地维持白细胞的数量,从而可以加速治疗进程。

SOD不同于其他细胞因子(如CSF类),后者不能在化疗中配合使用。

由于体内的SOD随着年龄的增加而渐减,再加上环境的恶化,大量的自由基超过身体所能应付的程度,健康就会亮起红灯,皮肤会变得粗糙、松驰、满是斑点,人就显得没有元气,因此借助外来的补充是必需的。

当今,以SOD为主要成份的产品风靡世界,引发了美容化妆品的革命,国外许多饮料、糖果、糕点都添加SOD。

人们为求永葆青春、健美、延年益寿,非常乐于使用昂贵的SOD针剂。

1.1.1 人体抗衰老物质SOD的发现1938年,英国Mann等人首次从小牛血液中分离出一种含铜的蓝绿色蛋白质。

超氧化物歧化的作用与功效

超氧化物歧化的作用与功效

超氧化物歧化的作用与功效
超氧化物歧化是一种抑制活性氧自由基作用的酶,它能够将超氧阴离子(O2•-)转化为氢氧根离子(OH-)和氧气(O2),从而减轻细胞对氧化应激的损害。

超氧化物歧化对人体有以下作用与功效:
1. 抗氧化作用:超氧化物歧化能够清除体内产生的超氧阴离子,减少活性氧自由基的积累,从而避免氧化应激和细胞损伤。

2. 维护细胞功能:超氧化物歧化通过清除超氧阴离子,维护细胞内环境的平衡,促进细胞内部的正常代谢和功能运转。

3. 强化免疫力:超氧化物歧化能够增强人体免疫系统的功能,提高机体抵抗力,预防和减少一些疾病的发生。

4. 抗衰老作用:超氧化物歧化能够抑制氧化应激对细胞和组织的损伤,减缓细胞老化的速度,延缓衰老的过程。

5. 保护心血管系统:超氧化物歧化能够减少氧化应激引起的血管内膜损伤和血管收缩,保护心血管系统的正常功能。

总之,超氧化物歧化的作用与功效主要体现在抗氧化、维护细胞功能、强化免疫力、抗衰老和保护心血管系统等方面。

超氧化物歧化酶偏高260

超氧化物歧化酶偏高260

超氧化物歧化酶偏高2601.引言1.1 概述概述部分:超氧化物歧化酶(superoxide dismutase)是一种重要的抗氧化酶,它在细胞内起着调节氧化应激反应的关键作用。

氧化应激是指由于细胞内产生过多的活性氧自由基,导致细胞内的氧化还原平衡被破坏,从而引发一系列病理生理变化。

超氧化物歧化酶可将产生的超氧自由基(O2·-)转化为较稳定的氧和过氧化氢(H2O2),从而减少细胞内的自由基损伤。

近年来的研究表明,一些人体状况下超氧化物歧化酶的水平会偏高。

超氧化物歧化酶偏高可能与多种原因有关,比如情绪压力过大、长期暴露在有毒物质中、某些遗传病变等。

此时,超氧化物歧化酶的过度激活可能导致细胞内产生过多的H2O2,进而引发一系列不良生理反应,如DNA 氧化损伤、蛋白质功能失调和细胞凋亡等。

本文将重点探讨超氧化物歧化酶水平偏高的原因及其对人体健康的影响,同时提出一些可能的解决方法。

以期加深对该领域的认识,为临床治疗和健康科学研究提供参考。

1.2文章结构文章结构是指文章整体组成的框架和各个部分之间的关系。

一个良好的文章结构能够使读者更好地理解文章的内容和逻辑,使文章更具有条理性和可读性。

在本文中,我们将按照以下结构编写文章:1. 引言1.1 概述1.2 文章结构1.3 目的2. 正文2.1 超氧化物歧化酶的定义和功能2.2 超氧化物歧化酶偏高的原因3. 结论3.1 超氧化物歧化酶偏高的影响3.2 可能的解决方法在引言部分,我们将概述超氧化物歧化酶的重要性和研究现状,引出文章的研究目的和主题。

在正文部分,我们将以第2.1小节开始,详细介绍超氧化物歧化酶的定义、功能和作用机制。

然后,在第2.2小节中,我们将探讨超氧化物歧化酶偏高的原因,包括可能的遗传因素、环境因素、疾病或药物等方面。

在结论部分,我们将总结超氧化物歧化酶偏高的影响,包括对身体健康的影响,可能引发的疾病或风险。

然后,我们将提供一些可能的解决方法,例如生活方式的改变、药物治疗或其他干预措施。

超氧化物歧化酶的研究

超氧化物歧化酶的研究

超氧化物歧化酶的研究班级:生物班姓名:胡金金学号:11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、理化性质、催化机理、分离提取工艺、应用前景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、理化性质、生物学功能、提取工艺、应用前景到现在为止,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SOD。

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,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不仅有着大的理论意义,也有着重大的实际应用价值。

1超氧化物歧化酶的结构和理化性质1.1 超氧化物歧化酶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。

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(His441461611118)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(His61169178)和1个天冬氨酸(D81)配位。

超氧化物歧化酶课件

超氧化物歧化酶课件

政府机构
如美国国立卫生研究院(NIH) 、欧洲食品安全局(EFSA)等, 发布有关超氧化物歧化酶的科学
研究和政策指点。
超氧化物歧化酶的获取途径
学术图书馆
许多学术图书馆提供在线访问上述数据库和期刊 ,供学者和研究者查阅。
订阅服务
一些机构和个人提供订阅服务,定期推送关于超 氧化物歧化酶的最新研究进展和动态。
超氧化物歧化酶能够减轻氧化应激对线粒体的影响,维持线粒体功能和能量代 谢的正常进行。
抑制炎症因子的释放
超氧化物歧化酶能够抑制炎症因子的释放,减轻炎症反应对组织的损伤。
参与免疫反应
调节免疫细胞的活性
超氧化物歧化酶能够调节免疫细胞的活性,促进免疫细胞的 增殖和分化,增强机体的免疫力。
抑制过敏反应
超氧化物歧化酶能够抑制过敏反应的产生,减轻过敏症状。
05 超氧化物歧化酶的资源与获取途径
超氧化物歧化酶的资源
学术数据库
如PubMed、ScienceDirect等 ,提供大量关于超氧化物歧化酶
的研究论文和综述。
学术期刊
如《Free Radical Biology & Medicine》、《Antioxidants & Redox Signaling》等,专门 刊载抗氧化和自由基相关研究。
糖尿病
• 超氧化物歧化酶的活性降低,导致胰岛素抵抗和 胰岛细胞受损,引发糖尿病。
衰老相关疾病
• 超氧化物歧化酶的活性降低,导 致细胞损伤和老化,引发各种衰 老相关疾病,如皮肤松弛、白内 障等。
04 超氧化物歧化酶的检测和实验研究
超氧化物歧化酶的检测方法
酶联免疫吸附法(ELISA)
01
利用抗体与酶的结合,通过酶促反应显色来检测超氧化物歧化

超氧化物歧化酶的作用机理及其抗肿瘤和抗心肌梗塞作用

超氧化物歧化酶的作用机理及其抗肿瘤和抗心肌梗塞作用

超氧化物歧化酶的作用机理及其抗肿瘤和抗心肌梗塞作用
超氧化物歧化酶是一种抗氧化酶,其主要功能是催化超氧阴离子(O2^-)的歧化反应,将超氧离子转化为氧分子(O2)和过氧化氢(H2O2)。

这个反应对于清除体内的自由基,减缓氧化应激以及细胞的损伤具有关键作用。

在抗肿瘤和抗心肌梗塞的作用中,超氧化物歧化酶发挥着重要的作用:
1.抗肿瘤作用:氧化应激在肿瘤生长和转移中扮演非常重要的角色。

超氧化物歧化酶可以清除体内的氧自由基,减缓氧化应激反应,从而减少对肿瘤抑制基因的破坏,并起到抗肿瘤的作用。

2.抗心肌梗塞作用:心肌梗塞是由于冠状动脉阻塞而引起的心肌细胞缺氧,从而引发氧自由基生成,造成细胞膜脂质过氧化和氧化应激。

超氧化物歧化酶可以清除氧自由基,减轻氧化应激对心肌细胞的损害,起到保护心肌作用。

超氧化物歧化酶通过抑制氧自由基的产生,减轻氧化应激对细胞和组织的损伤,发挥着重要的抗肿瘤和抗心肌梗塞作用。

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

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

超级氧化物歧化酶

超级氧化物歧化酶
超级氧化物歧化酶(SuperoxideDismutases,SOD)是一类由锰,铁或铜酶组成的蛋白质,在生物体内扮演关键角色,以抵御氧化物的损害。

超级氧化物歧化酶是一类典型的辅酶,其作用是将自由氧还原为水,并取代体内多种氧化过程,从而维持生物体系统的正常功能。

超级氧化物歧化酶在早期生命过程中就发挥着重要作用。

古代生物在没有发展出正确的酶系统来代替氧同化的情况下,抗氧化酶就发挥着非常重要的作用,保护生物体免受氧化物的损害。

超级氧化物歧化酶的醛基化反应能够转化超氧降低其危害,而酶解产物水和氧,可以参与回收有机物。

超级氧化物歧化酶有两种类型,即锰蛋白酶(MnSOD)和硫蛋白酶(FeSOD)。

MnSOD主要存在于胞内,是细胞内抗氧化系统中的重要组成部分,能够保护细胞免受自由基和氧化应激的损害。

FeSOD则存在于植物和动物体外环境中,主要参与植物体抗寒耐寒机制和光合作用的调控。

在哺乳动物体的衰老过程中,超级氧化物歧化酶的表达量明显降低。

这是因为老化活动会降低细胞内抗氧化酶的表达,老化过程中还会发生酶编码基因的突变,使得细胞内SOD失去了抗氧化作用。

老化过程中超级氧化物歧化酶的下降不仅会导致基因突变,还会增加活性氧累积,从而增加衰老物质的形成,如变性蛋白质等。

以上是超级氧化物歧化酶的作用介绍,它可以保护生物体免受氧化物的损害,维持生物体系统的正常功能,同时也可以通过参与其他
的合成反应起到调控作用。

然而,老化过程中超级氧化物歧化酶的表达量会明显降低,导致活性氧累积,加速衰老过程的发展。

因此,我们需要研究如何通过调节超级氧化物歧化酶的表达量,来抵御衰老过程,保护我们的健康。

超氧化物歧化酶的生理功能及其在动物生产中的应用前景

超氧化物歧化酶的生理功能及其在动物生产中的应用前景

中国畜牧兽医 2024,51(3):945-954C h i n aA n im a lH u s b a n d r y &V e t e r i n a r y Me d i c i n e 超氧化物歧化酶的生理功能及其在动物生产中的应用前景江慧琼,刘雅婷,陈清华(湖南农业大学动物科学技术学院,长沙410128)摘 要:氧化应激会导致机体内的氧化与抗氧化的失衡,从而产生过多的活性氧(r e a c t i v eo x y g e ns p e c i e s ,R O S )基团造成细胞和组织的损伤㊁机体炎症等疾病,影响机体的生长发育㊂超氧化物歧化酶(s u pe r o x i d ed i s m u t a s e ,S O D )是存在于生物体内的一种抗氧化金属酶,它能够通过歧化反应催化超氧阴离子自由基(s u p e r o x i d ea n i o n r a d i c a l ,O 2-),从而清除动物机体内过多的R O S ㊂研究发现,S O D 不仅在抗氧化功能上具有专一性㊁高效性,能够减缓机体衰老,并且还能在一定程度上提高动物肠道健康㊁生产性能和调节机体免疫功能㊂在集约化畜禽养殖㊁生产机器的大规模使用情况下,辐射对于动物所造成的损伤需要引起关注,有效地利用S O D 的抗辐射功能以缓解或改善辐射对于机体的影响,值得进一步探索㊂目前,针对缓解机体氧化应激的添加剂主要有维生素㊁微量元素㊁植物提取物等,而利用S O D 来缓解动物氧化应激㊁提高生产性能的研究相对较少,主要源于天然S O D 提取成本高㊁分子质量大㊁易失活等㊂但随着人工合成S O D 的出现,降低了制备S O D 的成本,且S O D 具备高活性㊁小分子易吸收的特点,这使得S O D 在畜禽生产中的应用逐渐增多,未来可以挖掘更多S O D 的应用潜力,将S O D 更广泛地应用于动物生产中㊂笔者对S O D 抗氧化㊁抗衰老㊁抗炎症㊁抗辐射㊁调节机体免疫等生理功能进行了总结,以期为S O D 在动物生产中的应用提供更多理论依据㊂关键词:超氧化物歧化酶(S O D );生理功能;动物生产;应用中图分类号:S 816.7文献标识码:AD o i :10.16431/j.c n k i .1671-7236.2024.03.006 开放科学(资源服务)标识码(O S I D ):收稿日期:2023-09-18基金项目:湖南省 双一流 建设专项(k x k 201801004)联系方式:江慧琼,E -m a i l :j h u i q i o n g @163.c o m ㊂通信作者陈清华,E -m a i l :c h e n q i n gh u a @h u n a u .e d u .c n P h y s i o l o g i c a l F u n c t i o no f S u p e r o x i d eD i s m u t a s e a n d I t sA p p l i c a t i o nP r o s pe c t i nA n i m a l P r o d u c t i o n J I A N G H u i q i o n g ,L I U Y a t i n g ,C H E N Q i n gh u a (C o l l e g e o f A n i m a lS c i e n c e a n dT e c h n o l o g y ,H u n a nA g r i c u l t u r a lU n i v e r s i t y ,C h a n gs h a 410128,C h i n a )A b s t r a c t :O x i d a t i v e s t r e s sc a nl e a dt ot h e i m b a l a n c eb e t w e e no x i d a t i o na n da n t i o x i d a t i o n i nt h eb o d y ,r e s u l t i n g i ne xc e s s i v e r e a c t i v eo x y g e ns p e c i e s (R O S ),c a u s i n gd a m a ge t oc e l l s a n d t i s s u e s ,i nf l a m m a t i o na n do t h e rd i s e a s e s ,a f f e c t i ng th e g r o w t ha n dd e v e l o p m e n to f t h eb o d y .S u p e r o xi d e d i s m u t a s e (S O D )i sa na n t i o x i d a n tm e t a l e n z y m e t h a t e x i s t s i n l i v i n g o r g a n i s m s .I t c a nc a t a l yz e s u p e r o x i d e a n i o n r a d i c a l (O 2―)t h r o u g hd i s p r o p o r t i o n a t i o n r e a c t i o n ,t h e r e b y e l i m i n a t i n g e x c e s s i v e R O S i na n i m a l s .S t u d i e sh a v ef o u n dt h a tS O D n o to n l y h a sas p e c i f i ca n d h i g he f f i c i e n c y in a n t i o x i d a n t f u n c t i o n ,s l o w sd o w nt h ea g i n g o f t h eb o d y ,b u ta l s o i m p r o v e s t h e i n t e s t i n a lh e a l t h p r o d u c t i o n p e r f o r m a n c eo fa n i m a l sa n dr e g u l a t e st h e i m m u n ef u n c t i o no f t h eb o d y toac e r t a i n e x t e n t .I n t h ec a s eo f l a r g e -s c a l eu s eo f i n t e n s i v e l i v e s t o c ka n d p o u l t r y b r e e d i n g an d p r o d u c t i o n m a c h i n e s ,t h ed a m a g ec a u s e db y r a d i a t i o nt oa n i m a l sn e e d st ob e p a i da t t e n t i o nt o .E f f e c t i v e l y中国畜牧兽医51卷u t i l i z i n g t h e a n t i-r a d i a t i o n f u n c t i o no f S O Dt oa l l e v i a t eo r i m p r o v e t h e i m p a c t o f r a d i a t i o no n t h e b o d y i sw o r t h f u r t h e r e x p l o r a t i o n.A t p r e s e n t,t h em a i na d d i t i v e s f o r r e l i e v i n g o x i d a t i v e s t r e s so f t h eb o d y a r ev i t a m i n s,t r a c ee l e m e n t s,p l a n te x t r a c t s,e t c.,w h i l et h e u s eo fS O D t or e l i e v e o x i d a t i v e s t r e s s a n d i m p r o v e p r o d u c t i o n p e r f o r m a n c eo f a n i m a l s i s r e l a t i v e l y f e ws t u d i e s,m a i n l y d u et ot h e h i g h e x t r a c t i o n c o s t,l a r g e m o l e c u l a r w e i g h t,e a s y i n a c t i v a t i o n o f n a t u r a lS O D.H o w e v e r,w i t h t h e e m e r g e n c e o f s y n t h e t i cS O D,t h e c o s t o f p r e p a r i n g S O Di s r e d u c e d,a n d i th a s t h ec h a r a c t e r i s t i c so fh i g ha c t i v i t y a n de a s y a b s o r p t i o n o fs m a l l m o l e c u l e s,w h i c h m a k e st h e a p p l i c a t i o no f S O Di n l i v e s t o c ka n d p o u l t r yp r o d u c t i o n g r a d u a l l y i n c r e a s e,a n d m o r e p o t e n t i a l o f S O Dc a nb e t a p p e d i n t h e f u t u r e,a n dS O Dc a nb em o r ew i d e l y u s e d i na n i m a l p r o d u c t i o n.I n t h i s p a p e r,t h e p h y s i o l o g i c a l f u n c t i o n so fS O Ds u c ha sa n t i-o x i d a t i o n,a n t i-a g i n g,a n t i-i n f l a m m a t i o n,a n t i-r a d i a t i o na n dr e g u l a t i n g i m m u n i t y w e r es u m m a r i z e d,i no r d e rt o p r o v i d e m o r et h e o r e t i c a lb a s i s f o r t h e a p p l ic a t i o no f S O D i na n i m a l p r od u c t i o n.K e y w o r d s:s u p e r o x i d e d i s m u t a s e(S O D);p h y s i o l o g i c a l f u n c t i o n;a n i m a l p r o d u c t i o n;a p p l i c a t i o n超氧阴离子自由基(s u p e r o x i d ea n i o n r a d i c a l (O2―))是机体在利用氧的过程中产生的一种活性氧自由基,能引发机体内脂肪过氧化,会加快机体的衰老,并且会导致机体产生炎症和免疫力降低等疾病[1]㊂体内产生过多的O2―也会加速生命老化,并且引起细胞的损伤,造成机体内产生氧化反应㊂氧化反应是指物质与氧气所发生的化学反应㊂机体与外界进行呼吸㊁运动等活动时,会产生非常活跃且不稳定的自由基,它自带单一或奇数电子的分子㊁原子或原子团,易与机体内的其他分子㊁原子或原子团进行配对,这个过程叫做氧化[2]㊂氧化对于机体来说非常重要,机体内适当的氧化是必需的,但是氧化过度则会导致机体出现损害,也就是机体产生了氧化应激[3]㊂氧化应激会引起机体产生炎症㊁免疫力下降等生理疾病,而机体内的超氧化物歧化酶(s u p e r o x i d ed i s m u t a s e,S O D)起着抗氧化的作用,能够有效地预防活性氧(r e a c t i v e o x y g e n s p e c i e s,R O S)基团产生,负责维持机体的氧化水平,防止机体过度氧化造成的生理紊乱㊂S O D作为一种自由基清除剂,不仅具有抗氧化㊁抗衰老㊁抗辐射等作用,还能治疗由自由基损伤而诱发的疾病㊂S O D是生物界中普遍存在且必不可少的酶类, S O D目前更多是作为检测机体病理性的酶类进行应用,作为酶制剂应用在畜禽生产上较少,这与S O D的提取成本较高㊁来源有限㊁分子质量较大㊁容易失活㊁不易吸收等特点有关㊂但随着越来越多S O D模拟物的出现,相较于天然S O D,人工合成S O D具有成本较低㊁分子质量较小㊁稳定性高㊁活性高的特点,因此目前应用在动物生产上的主要是人工合成的S O D,在动物生产上主要用于抗氧化㊁抗炎症等,因此将S O D应用于动物生产中,合理地利用S O D来提高动物生产性能㊁提高养殖效益,具有广泛的应用前景㊂笔者综述了S O D在抗氧化㊁抗衰老㊁抗炎症㊁抗辐射㊁增强机体免疫等方面的应用,以期未来挖掘S O D更多的生理功能以应用在动物生产中㊂1S O D概述及分类1.1S O D概述S O D是一种存在于生物体内的活性物质,别名肝蛋白㊁奥谷蛋白,它能够修复和减少体内的R O S 自由基造成的损伤,并且能够消除机体新陈代谢过程中产生的有害物质,是一种富含金属离子的蛋白质,被称为生命的第三元素㊂1938年M a n n等[4]初次在牛的红细胞中发现一种蓝色含铜的蛋白质,而后经研究表明,该蛋白质为S O D,是唯一一种自身存在于生物体内并且可以清除O2―的抗氧化金属酶[5],是一种氧自由基清除剂,它能通过歧化O2―生成氧气和过氧化氢,从而维持机体的氧化与抗氧化之间平衡[6-7]㊂1.2S O D分类及化学结构1969年M c c o r d等[8]对S O D的结构及活性中心进行了较为细致的探究㊂基于金属辅酶的差异, S O D又可以分为C u/Z n-S O D㊁M n-S O D㊁F e-S O D 3种不同类型[9],而目前在动物生产中应用较多的主要是M n-S O D㊂C u/Z n-S O D主要存在于叶绿体和真核细胞中,而M n-S O D和F e-S O D主要存在于线粒体和细菌中[10]㊂1.2.1 C u/Z n-S O D C u/Z n-S O D主要分布在叶绿体基质㊁真核细胞细胞质和过氧化物酶体中,呈现6493期江慧琼等:超氧化物歧化酶的生理功能及其在动物生产中的应用前景蓝绿色,其分子内部含有较高程度的β折叠[11]㊂C u(Ⅱ)作为C u /Z n -S O D 的活性中心,与H i s 44㊁H i s 46㊁H i s 61㊁H i s 1184个组氨酸上的咪唑氮原子配位,形成一个畸变的四方锥构型,与Z n (Ⅱ)之间共同连接一个组氨酸的咪唑基团,形成咪唑桥[12]㊂在活性中心,C u 作为催化位点,而Z n 维持酶的稳定性[13]㊂C u (Ⅱ)的咪唑桥结构接近与C u ㊁Z n 离子在同一个平面之中,梭基和咪唑氮中的氧均是通过氢键相连,而H i s 61的咪唑基团上的氢基则被去除,同时和C u ㊁Z n 离子相配位㊂活性中心 袋 由主键和不变的侧链原子共同组成,参与活性袋组成的氨基酸具有相对应的不变性,活性袋的形状对酶的功能起关键性作用[14]㊂C u /Z n -S O D 的活性中心结构见图1㊂图1 C u /Z n -S O D 活性中心结构图[14]F i g.1 S t r u c t u r e o fC u /Z n -S O Da c t i v e c e n t e r [14]1.2.2 M n -S O D M n -S O D 主要分布在原核生物细胞及线粒体中,呈现紫红色㊂M n -S O D 分子内部含β折叠很少,主要成分为α螺旋[11]㊂原核细胞中的M n -S O D 由2个含有M n 离子的亚基构成,而真核细胞线粒体中的M n -S O D 则是由4个含有M n 离子的亚基构成㊂不同来源的M n -S O D 活性中心结构基本相似,但组成的蛋白质辅基有所差异㊂张旭等[15]发现M n 离子与1个轴向配体的水分子(w a t e r m o l e c u l e ,WA T )㊁4个来自蛋白质辅基的A s p159㊁H i s 26㊁H i s 74和H i s 163配位,形成了五配位的三角双锥结构(图2)㊂其中,M n (Ⅲ)为活性部位,与周围的侧链残基及2个氧分子形成氢键网络,该氢键网络可能是促进氧气合成过程中的质子转移,还原为过氧化氢,维持M n -S O D 的稳定性和催化活性[16]㊂N i u 等[17]研究表明,C r (Ⅲ)是一种潜在的R O S 抗性外源药物,C r (Ⅲ)能够抑制细菌的生长,但同时也导致了R O S 的产生,而C r (Ⅲ)与M n -S O D 相结合能够防止细菌表面的C r (Ⅲ)被氧化,但与此同时也导致了R O S 的产生,且M n -S O D 表达量随着C r (Ⅲ)浓度的增加而增加,表明M n -S O D 的表达呈C r (Ⅲ)剂量依赖性,而F e -S O D 和C u /Z n -S O D 的转录水平则不表现出C r (Ⅲ)的剂量依赖性㊂因此推测M n -S O D 可能是3种不同S O D 中最重要的抗氧化酶㊂图2 M n -S O D 活性中心结构图[15]F i g.2 S t r u c t u r e o fM n -S O Da c t i v e c e n t e r [15]1.2.3 F e -S O D F e -S O D 主要分布在原核细胞及少数植物细胞中,呈现黄褐色㊂F e -S O D 为二聚体结构,每个单体都含1个以F e 为中心的活性位点[13]㊂F e -S O D 与M n -S O D 的结构较相似,其活性中心中F e (Ⅱ)与1个A s p166㊁1个H 2O 和3个H i s (H i s 28㊁H i s 83㊁H i s 170)配位,形成一个畸变的749中 国 畜 牧 兽 医51卷四方锥结构(图3)[18]㊂F e -S O D 与M n -S O D 的一级结构存在不同的氨基酸,因此,F e -S O D 和M n -S O D尽管在空间结构㊁氨基酸序列及对不同抑制剂的敏感程度等方面都表现出相似性,但两者之间还是存在着些许差异[19]㊂图3 F e -S O D 活性中心结构图[18]F i g.3 S t r u c t u r e o f F e -S O Da c t i v e c e n t e r [18]2 S O D 的生理功能2.1 抗氧化功能超氧化物是以过氧亚硝酸盐形式抑制A T P 的合成和电子传递,这个过程是不可逆的,通过调节线粒体中电子传递链产生的超氧化物来防止细胞损伤的主要抗氧化剂有S O D 和谷胱甘肽循环[20-21]㊂抗氧化防御系统是维持氧化还原稳态的关键组成部分,S O D 是一种主要的抗氧化酶,是维持抗氧化酶库作用的第一道防线[22]㊂S O D 将超氧阴离子分解为过氧化氢和氧气,作为超氧阴离子清除剂发挥着重要作用[8]㊂丁基羟基茴香醚(B H A )㊁丁基羟基甲苯(B H T )等抗氧化剂都被认为对动物模型具有致癌作用,而S O D 只有达到较大剂量时才具有弱毒性,并且S O D 的稳定性高㊁活性高,具备较强的抗氧化功能[23-24]㊂研究发现,余甘子的S O D 粗酶液对D P P H 自由基清除率最高为97.41%,羟基自由基清除率最高可达93.36%,且抗氧化性优于同等浓度的维生素C ;优化后的余甘子中S O D 的提取工艺稳定可靠,且S O D 粗酶液具有良好的抗氧化活性[25]㊂崔红霞[26]研究表明,饲料中添加超氧化物歧化酶模拟物(S O D m )可以有效地提高I P E C -J 2细胞的抗氧化能力,并且抵御过氧化氢诱导的氧化损伤,添加0.14%~0.22%S O D m 能够提高肉仔鸡的十二指肠消化酶活性和抗氧化能力㊂S O D 广泛存在于生物体中,参与机体对抗环境中应激源的大多数反应,在抗氧化酶应用中占据核心地位[27-28]㊂2.2 抗机体衰老功能机体内自由基过多㊁过度氧化是机体衰老的重要原因之一㊂机体内许多延长寿命的基因突变会影响氧化应激反应,其中1个与抗衰老相关的基因是叉头框转录因子O 亚型(f o r k -h e a dt r a n s c r i pt i o n f a c t o r o f t h eOc l a s s ,F O X O )[29]㊂F O X O 作为转录因子,能够激活或抑制下游靶基因㊂F O X O 3是F O X O s 亚家族一员,可以对胰岛素和生长因子数量减少㊁氧化和代谢等应激刺激做出反应,通过激活内源性抗氧化剂S O D 从而促进干细胞的稳态和分化㊁细胞凋亡调节和R O S 损伤等重要过程,进而产生抗衰老作用㊂由此可见,S O D 可通过F O X O 3基因表达调控多种细胞过程来延缓衰老[30]㊂燕瑞等[31]发现S O D 能够降低氧化的速度,清除对机体细胞有害的自由基,减缓衰老,从而达到抗衰老目的㊂张小锐等[32]研究表明,S O D 模拟剂A E O L -10150能显著延缓造血干细胞的消耗,调节淋巴细胞亚群和细胞因子的释放㊂A E O L -10150能够剂量依赖性地抑制血浆中衰老相关分泌表型(s e n e s c e n c ea s s o c i a t e ds e c r e t o r yp h e n o t y pe ,S A S P )相关炎性细胞因子肿瘤坏死因子α(t u m o r n e c r o s i sf a c t o r α,T N F -α)和白细胞介素-17(i n t e r l e u k i n17,I L -17)的表达水平㊂2.3 抗炎症功能炎症反应是多细胞㊁多因子参与的复杂反应,抗炎症反应主要是通过两方面进行:一方面是抑制炎症本身的反应,另一方面是抑制炎症互为因果的氧化应激反应㊂S O D 能使过氧化物游离基转化成氧气和过氧化氢,从而清除炎症过程中产生的过氧化物游离基,因此具有较强的抗炎症功能㊂张惠琴等[33]研究表明,S O D能明显减轻大鼠致炎的肿胀程度且抑制大鼠肉芽组织增生,并呈现出剂量依赖性的抗炎作用㊂袁玮等[34]研究发现,从猪血红细胞中提取的S O D 有明显的抗炎作用㊂童荣生等[35]研究发现,L -S O D 更容易透过血管内皮细胞的组织细胞膜,使S O D 更容易到达炎症局部组织的细胞外液,且其体内半衰期可延长数十至上百倍,因而具有更强更持久的抗炎作用㊂氧化代谢与巨噬细胞的促炎和抗炎能力密切相关㊂T N F -α作为一种促炎细胞因子,通常T N F -α表达水平增加即说明机体内出现炎症反应[36]㊂V o u l d o u k i s 等[37]发现,甜瓜醇溶蛋白提取物含有较高S O D 活性,添加甜瓜醇溶蛋白提取物后,I gG 1I C 诱导的γ-干扰素(i n t e r f e r o n -γ,I F N -γ)活化巨噬细胞中T N F -α表达量极显著降低,8493期江慧琼等:超氧化物歧化酶的生理功能及其在动物生产中的应用前景I L-10表达量极显著增加,表明S O D活性对于甜瓜提取物降低促炎和增加抗炎细胞因子水平发挥重要作用㊂Z a i n u m i等[38]研究表明,肠内给药瓜皮S O D-麦胶蛋白提取物会增加内源性S O D,从而发挥降低脓毒症的促炎作用㊂S O D在炎症反应中起抑制作用,并在氧化应激中起到还原作用,这是其他抗氧化剂难以比拟的优势㊂2.4增强机体免疫功能S O D㊁过氧化物酶(P E R)㊁过氧化氢酶(C A T)等氧化酶类存在于细胞内,它们能够分解吞噬细胞所产生的R O S,从而发挥抗吞噬细胞杀伤的作用[42]㊂S O D㊁C A T和荚膜多糖(C P S)等被认定为是某些细菌的重要毒力因子[39]㊂中性粒细胞与许多炎症性疾病和自身免疫性疾病有关,是多形核的吞噬性白细胞,在白细胞中占比最大,具有抵抗细菌或真菌感染的重要作用㊂在炎症刺激下中性粒细胞会快速做出反应,从循环系统迁移到炎症感染部位,它们通过脱肉芽㊁吞噬和释放中性粒细胞胞外陷阱(N E T s)来消除病原体,越来越多的研究表明,中性粒细胞表现出免疫抑制和宿主保护功能,有助于组织修复[40]㊂B a o等[41]研究发现,中性粒细胞通过携带S O D2的细胞外囊泡可以减轻脓毒症的凝血反应并提高生存率,阻止内皮细胞中R O S积累,减轻内皮细胞功能障碍,显示出对凝血功能的保护作用㊂徐军发等[42]利用伤寒沙门菌F e-S O D免疫家兔制备免抗F e-S O D血清进行双向琼脂扩散试验,结果表明其对小鼠有交叉免疫保护作用㊂龚珊等[43]研究表明,S O D对脾脏T㊁B淋巴细胞的增殖反应呈剂量依赖性抑制,并抑制巨噬细胞产生I L-1㊂李军等[44]研究表明,强化S O D刺梨汁能够有效提升砷中毒大鼠的免疫功能㊂W a n g等[45]发现,线粒体锰超氧化物歧化酶(m i t o c h o n d r i a l m a n g a n e s es u p e r o x i d e d i s m u t a s e,C f m t M n-S O D)是从栉孔扇贝中克隆的一种酶,弧菌攻击后,C f m t M n-S O D能降低扇贝累计死亡率,且半数致死时间显著缩短,表明C f m t M n-S O D是一种有效的参与先天免疫的抗氧化酶㊂2.5抗辐射功能电离辐射㊁电磁辐射㊁光辐射等辐射导致的组织器官损伤过程中常伴有R O S的激活和D N A损伤,而S O D在氧化-抗氧化平衡调控中发挥着重要作用,并且参与了众多疾病的发生与发展[46]㊂胞外超氧化物歧化酶(E C-S O D)主要分布于细胞外基质中,其在多种组织器官的辐射损伤中发挥着抗辐射作用,其主要通过降低R O S水平㊁抗血管生成,抗趋化和抗炎等方式防止细胞和组织的进一步损伤[47]㊂Z a n o n i等[48]研究表明,间充质干细胞(M S C s)可以替代受损的肺上皮细胞,还能通过分泌抗炎和抗纤维化因子促进组织修复,单独使用来源于脐带的间充质干细胞(U C-M S C s)可以通过旁分泌的作用显著改善小鼠的放射性肺部纤维化,使用S O D3修饰的U C-M S C s后进一步改善了小鼠的肺部纤维化,表明S O D3修饰的U C-M S C s可能是临床治疗放射性肺纤维化潜在的基因疗法[49]㊂3S O D的应用前景3.1缓解机体氧化应激氧化应激是指机体中氧化剂和抗氧化剂之间的不平衡,补充外源性S O D是缓解氧化应激的有效途径㊂氧化应激会使机体内R O S自由基过多,过量的R O S将会损伤机体的健康状态,使动物机体处于亚健康状态,导致相应功能损伤,从而导致生产㊁繁殖性能下降[50]㊂因此,如何缓解或防止动物氧化应激是提高养殖效益的关键㊂C h e n等[51]研究结果表明,S O D产物可显著恢复氧化应激小鼠的体重和天冬氨酸转氨酶㊁S O D㊁肝脏丙氨酸转氨酶㊁C A T㊁谷胱甘肽和谷胱甘肽过氧化物酶水平㊂除此之外,外源性S O D能显著抑制肝脏炎症小鼠的肝脏中I L-1β和I L-6表达,对核酸内切酶G表达同样具有明显的抑制作用,能够减轻氧化应激损伤,介导肝细胞凋亡㊂王姝慧[52]研究表明,重组蛋白M n-S O D-L C A2能够提高机体的抗氧化能力,对过氧化氢诱导的A431㊁A549细胞氧化损伤有一定的改善作用㊂重组蛋白M n-S O D-L C A2具有较好的安全性,600U/c m2重组蛋白M n-S O D-L C A2可有效缓解小鼠皮肤及肺脏组织氧化损伤㊂李卓等[53]研究表明,将M n-S O D导入细胞内高表达,可清除药物产生的超氧化物,通过糖原合酶激酶3β影响线粒体分裂蛋白质(D r p1)和血红素加氧酶1(H O-1)表达水平,从而激活线粒体㊁保护细胞免受氧化应激损伤㊂董学前[54]研究报道,动物喂食外源S O D能够缓解由霉菌毒素引起的氧化应激及炎症反应,恢复机体受损的抗氧化系统㊂综上所述,S O D具有良好的抗氧化能力,能够缓解机体的氧化应激,在一定程度上还能够修复氧化应激给机体带来的损伤,因此合理地利用S O D缓解机体氧化应激,将S O D应用于动物生产中具有良好的应用前景㊂3.2促进机体肠道健康肠道为机体生长发育提供所需要的营养物质,949中国畜牧兽医51卷是机体内最大的微生态系统和免疫器官,肠道健康对于机体具有重要意义㊂Y a n等[55]研究表明,S O D 是一种治疗黏膜炎的潜在药物,高稳定性抗氧化酶(M S-A O E)是一种新型重组S O D,具有较好的抗胃蛋白酶和胰蛋白酶能力,将其称为稳定型S O D(M S-S O D)以区别于其他S O D,M S-S O D能显著降低小鼠肠黏膜炎㊁肠形态损害㊁体重减轻和腹泻程度,同时减少了R O S和炎性细胞因子分泌,另外还能调整肠道微生物构成,特别是减少了疣微菌门水平㊂崔红霞[26]在饲粮中添加0.17%S O D m提高了肉仔鸡十二指肠中胃蛋白酶活性,添加0.20%S O D m显著提高了肌胃相对重量且降低了回肠相对长度,提高肉仔鸡肠道消化酶活性㊂马渭青等[56]研究表明,在饲粮中添加S O D m可以提高肉鸡血清中I g M含量及肠道S O D㊁谷胱甘肽过氧化物酶活性,降低肠道丙二醛含量,提高肠道胃蛋白酶㊁胰蛋白酶㊁脂肪酶活性以及总抗氧化能力㊂路浚齐[57]发现M S-S O D灌胃可以减轻高脂饮食对小鼠肠道屏障的损伤,并且可以改善小鼠的肠道菌群,促进对肠道屏障有益菌生长,形成良好的肠道微生态环境,从而对小鼠肠黏膜屏障形成保护作用㊂研究表明,给予杂交鲫(白鲫ɬˑ红鲫ȶ)纯化的M n-S O D肽可维持肠道黏膜屏障功能,恢复氧化还原平衡,表明M n-S O D 在肠道黏膜屏障功能中发挥重要作用,可作为饲料添加剂提高鱼类肠道免疫力[58]㊂综上所述,S O D在机体细胞损伤时能够清除R O S,对肠道黏膜屏障起保护和抗炎作用,通过抑制氧化应激和炎症反应从而改善机体肠道微生物,为机体肠道内有益菌的生长提供良好的生存条件,从而保护机体肠道健康㊂3.3改善机体肉品质抗氧化剂通过向自由基提供氢以延缓脂质氧化㊁颜色变化和微生物生长,从而延长肉类保质期,并且不会损害肉的感官特性[59]㊂当机体内自由基的产生与抗氧化剂的清除能力不平衡时,就会发生脂质氧化[60-62]㊂自由基和R O S破坏多种大分子和酶,影响动物的脂质氧化和健康状况,而S O D是一种重要的抗氧化酶化合物,它能够中和自由基从而影响肉和脂质过氧化水平[63]㊂因此,改善肉的氧化状态㊁增加氧化稳定性与减轻机体应激的有害影响是相关的[64]㊂研究表明,S O D m可以显著降低胸肌滴水损失㊁剪切力,对肉仔鸡嫩度有提高作用,并且可显著提高肉仔鸡胸肌和腿肌肌纤维密度,降低肌纤维直径,改善肉品质[65-67]㊂综上所述,S O D通过调节氧化与抗氧化平衡来调控机体肉和脂质的氧化水平,从而改善肉品质㊂4小结S O D作为机体内一种能够限制活性氧簇酶系统的酶,可以有效应对机体氧化应激,缓解机体衰老,具有抗炎症㊁增强机体免疫及抗辐射功能㊂在动物生产中能够用于缓解机体的氧化应激反应;改善机体肠道健康,促进肠道内有益菌生长;改善肉品质,提高养殖效益㊂但目前S O D在禽类㊁反刍动物上的应用研究仍较少,未来可以充分利用S O D的抗氧化㊁抗炎症㊁抗辐射等生理学特性,进一步深入探究S O D作为饲料添加剂的应用,挖掘更多的潜在价值,探明S O D的具体作用机制,对于促进动物高效生产和健康养殖具有重要意义㊂参考文献(R e f e r e n c e s):[1]石宝明,迟子涵.自由基对动物的危害及消除技术研究进展[J].饲料工业,2021,42(9):1-6.S H I B M,C H I ZH.R e s e a r c h p r o g r e s s o n t h e h a r mo ff r e e r a d i c a l s t o a n i m a l s a n d e l i m i n a t i 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超氧化物歧化酶5

超氧化物歧化酶5

超氧化物歧化酶5
超氧化物歧化酶5(superoxide dismutase 5, SOD5),也称为乳酸过氧化物酶(lactoperoxidase),是一种具有重要生理功能的酶类,对人体的健康发挥着至关重要的作用。

SOD5是一种过氧化氢酶,主要存在于哺乳动物的乳腺和合流导管
系统中,在免疫、抗氧化、杀菌、抗炎和抑菌等方面都具有重要的生
理功能。

SOD5能将生物体内产生的氧自由基(superoxide anion radical, O2·-)转化为氧气(O2)和过氧化氢(H2O2),以此来保
护生物体内的低分子物质和重要大分子结构,如细胞膜、蛋白质、核
酸等,免受自由基的侵害。

此外,SOD5还是乳铁蛋白系统中重要的组成部分,可通过与其它
成分组合,促进乳腺内的I2原子的氧化,从而产生能够杀灭多种细菌
的自由基,起到很好的杀菌抑菌作用。

同时,SOD5及其代谢产物酚类
物质具有一定的抗炎作用。

这些生理功能的发挥,对保障哺乳动物母
体和婴儿的健康至关重要。

另外,人体内的SOD5水平也受到自身免疫和炎症状况的影响。


些研究表明,在机体产生炎症或受到病原体侵入时,SOD5的水平会升高,以此来减轻由炎症或病原体产生的自由基损害。

因此,通过调节SOD5的水平,可以对人体的健康进行调控。

总体而言,超氧化物歧化酶5在人体内拥有十分重要的生理功能,而且其机制也被广泛地研究。

未来,我们可以通过深入研究SOD5的作
用机制和应用价值,为维护人类健康做出更大的贡献。

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第二章保健食品的功效成分
第六节自由基清除剂
四、超氧化物歧化酶的生理功能
(一)延缓由于自由基侵害引起的衰老现象
自由基引起机体衰老的机制:生物大分子的交联聚合和脂褐素积累;器官组织细胞的死亡和癌变;免疫力降低。

抗氧化剂的补充有助于降低氧化的速度,减慢衰老的脚步
(二)治疗由自由基损伤而诱发的疾病
SOD已被用于治疗因O2 -·所引起的各种疾病,如关节炎和风湿性关节炎、自身免疫性疾病(如进行性硬结、红斑狼疮)、组织缺血重灌流损伤、老年退化性疾病等。

(三)消除肌肉疲劳
过多的自由基在体内残存,就犹如毒素蓄积体内一样,会让人:容易疲劳、厌倦、注意力不集中、常常昏昏沉沉、打哈欠。

在军事、体育和救灾等超负荷大运动量过程中,机体中部分组织细胞会出现暂时性缺血及重灌流现象,引起缺血后重灌流损伤,加上大量乳酸的作用,导致了肌肉的疲劳与损伤。

肌肉注射SOD可有效地解除疲劳与损伤
(四)提高人体的抵抗力
提高人体对自由基侵害而诱发疾病的抵抗力。

提高人体对自由基诱发因子损害的抵抗力
参考文献
张全军.2013.功能性食品技术.北京:对外经济贸易大学出版社。

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