sod酶的結(jié)構(gòu)及應(yīng)用課件

1超氧化物歧化酶（SOD）棗莊學(xué)院王沖2超氧化物歧化酶(superoxidedismutase,簡稱SOD)是廣泛存在于生物體內(nèi)能清除超氧陰離子自由基的一類金屬酶。SOD的發(fā)現(xiàn)1938年,Mann和Keilin

從牛紅細胞中分離提取出一種含Cu的血銅蛋白,1953年,Keilin

又從小牛肝、鯨肝分離出肝銅蛋白。1968年McCord和Fridovich

根據(jù)血銅蛋白、肝銅蛋白、腦銅蛋白皆有O2-歧化活性,將此酶命名為超氧化物歧化酶。3機體在正常情況下，體內(nèi)產(chǎn)生的超氧陰離子自由基（O2-）與其被清除是平衡的，當(dāng)（O2-）產(chǎn)生過多而無法及時清除時，就會對機體產(chǎn)生毒害作用，這也是導(dǎo)致衰老的原因之一。而SOD是一種能夠清除氧自由基的酶，它能催化氧自由基發(fā)生歧化反應(yīng)。其作用原理為將超氧陰離子自由基歧化為過氧化氫和氧氣，再經(jīng)過氧化氫酶作用轉(zhuǎn)化為水和氧氣，從而達到消除超氧陰離子自由基的目的。因而SOD具抗衰老、增加機體對外界環(huán)境的適應(yīng)能力、提高機體對多種疾病的抵抗能力等生理作用。4結(jié)構(gòu)在醫(yī)學(xué)上的應(yīng)用在食品上的應(yīng)用在化妝品中的應(yīng)用在農(nóng)業(yè)中的應(yīng)用動物源SOD植物源SOD酶法生產(chǎn)SOD基因重組人源SOD

應(yīng)用制備5結(jié)構(gòu)與分類SOD廣泛存在于動、植物及微生物中。根據(jù)其結(jié)合金屬種類不同,可分為三類:第一類為CuZn-SOD,呈藍綠色,相對分子量約為32kDa,主要存在于真核細胞細胞漿、葉綠體和過氧化物酶體內(nèi);CuZn-SOD

分子由兩個相同的亞基通過非共價鍵疏水相互作用締合成一個“口袋”狀二聚體,每個亞基含一個Cu2+和一個Zn2+,由半胱氨酸Cys55和Cys144

的巰基構(gòu)成的二硫鍵對亞基締合起重要作用Cu2+

和Zn2+

對活性中心所起的作用不同,Cu2+

為CuZn-SOD活性所必需,而Zn2+與酶的穩(wěn)定性有關(guān)。6第二類為Mn-SOD,呈紫紅色,相對分子量約為40kDa,主要存在于真核細胞線粒體和原核細胞中。Mn-SOD是由203個氨基酸殘基構(gòu)成的四面體,結(jié)構(gòu)簡單,每個亞基只含一個金屬離子;第三類為Fe-SOD,呈黃褐色,相對分子量約為38.7kDa,主要存在于原核細胞及一些植物中。Fe-SOD與Mn-SOD

具有序列相似性,并且含有相同的特征結(jié)構(gòu)域。其活性中心由3個His、1個Asp和1個H2O扭曲配位四面體配位而成。7應(yīng)用在醫(yī)學(xué)上的應(yīng)用活力膠囊8抗炎骨關(guān)節(jié)炎SOD對骨關(guān)節(jié)炎、類風(fēng)濕性關(guān)節(jié)炎和顳頜關(guān)節(jié)機能障礙均有療效?？谇患膊OD漱口劑可以治療牙齦炎、牙周炎、口腔潰瘍?？鼓[瘤SOD與惡性腫瘤的發(fā)生、發(fā)展及防治有十分密切的聯(lián)系，抑制SOD或加強SOD作用可作為治療和預(yù)防腫瘤研究的思路和方法治療眼部疾病機體的損傷和衰老使得眼球晶狀中自由基清除劑的含量與活性降低，導(dǎo)致對自由基侵害的抵御能力下降。多種眼科疾病與自由基損傷有關(guān)，其中視網(wǎng)膜損傷、外傷性白內(nèi)障更為嚴重。9免疫學(xué)之父愛德華·詹納輻射防護SOD制劑在臨床上對抗放療輻射有作用，有助患者按計劃結(jié)束療程。放射性皮膚炎是放療的急性不良反應(yīng)，SOD對治療該病積極有效防治心腦血管疾病自由基觸發(fā)的脂質(zhì)過氧化反應(yīng)可能參與了不同類型心血管疾病的形成和發(fā)展。提示臨床工作者在治療此類疾病的過程中應(yīng)用抗氧化劑有重要的意義。防治糖尿病并發(fā)癥糖尿病患者組織細胞中的自由基異常升高，且自由基清除酶糖化或活性下降、數(shù)量減少，使機體的抗氧化能力下降，即氧化應(yīng)激。它反映了體內(nèi)氧化因子和抗氧化因子（如SOD、谷胱甘肽等）間的失衡?，F(xiàn)認為氧化應(yīng)激是糖尿病慢性并發(fā)癥的重要發(fā)病機制之一。SOD的表達下調(diào)在糖尿病腎病的發(fā)病機制中有重要作。血清中缺乏SOD可能是糖尿病腎病的重要致病因素，說明抗氧化治療可能在該病的防治中占重要地位。10在食品上的應(yīng)用11在化妝品中的應(yīng)用12SOD

添加于化妝品中可起到4方面的作用:一是：有明顯的防曬效果，光照使皮膚變黑的主要原因是氧自由基損害,SOD可有效防止皮膚受電離輻射(特別是紫外線)的損傷,從而起到防曬效果;二是：SOD為抗氧酶,能有效防止皮膚衰老、祛斑、抗皺;三是：有明顯的抗炎效果,對防治皮膚病有一定效果;四是:SOD具有一定的防治斑痕形成的作用。SOD在化妝品中妝品應(yīng)用廣泛,SOD也被用于化妝品中,如我國的大寶SOD

蜜,用于防止皮膚衰老,另一些含SOD量高的藥物如人參、三七、黃芪等也受到重視。由于SOD具有抗衰老作用,它已被廣泛應(yīng)用于化妝品中,對于治療皺紋、雀斑、粉刺、色素沉著等具有明顯作用。因此,含有SOD的化妝品倍受女性青睞。13近年來，不少學(xué)者對SOD與逆境生理的關(guān)系進行了廣泛的研究。當(dāng)植物處在干旱、低溫、霜凍、高、堿、有毒物質(zhì)的條件時,植物體內(nèi)會產(chǎn)生大量O2-,從而影響植物的發(fā)育和生長。只有當(dāng)植物體內(nèi)產(chǎn)生適量SOD

時,才能消除O2-對機體產(chǎn)生的傷害。加強對這方面的研究，不僅有助于揭示植物的逆境生理機制，而且有可能選育出具有高抗逆性新品種。在農(nóng)業(yè)上的應(yīng)用14SOD蛋白的制備

15酶法生產(chǎn)SOD由于微生物發(fā)酵法生產(chǎn)SOD不受季節(jié)、氣候和地域的限制,具有生產(chǎn)周期短、產(chǎn)量高、成本低、能大規(guī)模生產(chǎn)等特點,近年來得到了迅速的發(fā)展。菌種是發(fā)酵生產(chǎn)酶制劑的重要條件,可考慮篩選或選育能在極端條件下如嗜熱、耐酸、耐堿、抗壓等條件生長的SOD生產(chǎn)菌。必要時還可采取誘導(dǎo)手段,如用52溴尿嘧啶誘導(dǎo)酵母SOD

表達活性效果明顯,可以在此基礎(chǔ)上繼續(xù)試驗,以篩選酵母SOD

高產(chǎn)菌株。目前開發(fā)用于SOD發(fā)酵生產(chǎn)的菌種有酵母株Y222,SIPI2215y,ZDF248;嗜熱棲熱菌ATCC27634;嗜熱脂肪芽孢桿菌BS21l215;SOD

高產(chǎn)菌株BIT28701等;另外,還有大腸埃希菌、乳酸桿菌等。基因重組人源SOD

生產(chǎn)方法此法提取人SOD

基因,經(jīng)PCR

擴增,構(gòu)建人SOD

的cDNA

文庫,構(gòu)建質(zhì)粒,然后再經(jīng)質(zhì)粒轉(zhuǎn)到受體細胞中,在受體細胞中得以大量表達?；蚬こ躺a(chǎn)SOD

具有以下優(yōu)點:①生產(chǎn)原料不受限制,生產(chǎn)工藝穩(wěn)定;②生產(chǎn)成本低且表達量高;③基因重組SOD

提取的是人SOD

基因,不存在非人源物質(zhì)應(yīng)用于人體所存在的免疫排斥;④基因重組SOD

不存在外源性污染問題。16展望

①臨床應(yīng)用方面需進一步闡明SOD在體內(nèi)的抗氧化過程,延長