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超氧化物歧化酶(SOD)的应用研究进展

• 发布日期：2016/12/5 11:09:33 阅读次数：1542
•     超氧化物歧化酶(SOD)的应用研究进展 
  
      李　勇 
  
      (攀枝花学院生物与化学工程学院,四川,攀枝花　617000) 
  
      摘　要　超氧化物歧化酶(SOD)广泛存在与一切生物机体内,通过催化超氧阴离子自由基(O-2)发生歧化反 应,减轻或消除超氧阴离子自由基(O-2)对机体的损害。本文介绍了超氧化物歧化酶(SOD)的基本类型和 SOD在医药、食品、农业、化妆品等上的应用。 
  
      关键词　超氧化物歧化酶SOD应用 
  
      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。 
  
       
  
       二、SOD在医学上的应用 
  
      1　SOD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。 反应如下: 黑色素　HV　黑色素自由基 O2　黑色素HV　O-2 
  
      在衰老的皮肤和脑中存在的另两类色素是脂褐素和蜡样质,也可使皮肤变黑和粗糙。这两种物质均 由自由基引起。脂褐素和蜡样质本身也含大量自由基,可以通过多种途径产生O-2。 自由基虽是造成人体衰老的重要原因,但机体并不是易衰老的,机体内也存在着抗衰老的物质。机 体内存在着一系列的自由基清除剂(如: SOD、CAT、GSH-PX)和一些抗氧化物(如:维生素A、维生素E、 维生素C等)。其中, SOD是非常重要的,它可以不断地清除由光照黑色素耗氧过多而产生的O-2,防止 过多的黑色素的形成。它不断地清除由脂褐素和蜡样质产生的O-2,避免过多的脂质发生过氧化,而减少 脂褐素和蜡样质的形成,防止衰老。 
  
      2　SOD在疾病治疗中的作用 
  
      人类机体所处的环境复杂,体内经常不断地产生自由基,特别在病理过程中,产生大量的O-2,这些 O-2反过来促进病情加重,因而SOD在清除O-2中则显得异常重要。 肺气肿是由于肺组织的中性白细胞含弹性蛋白酶及弹性蛋白酶抑制剂不平衡所致。弹性蛋白酶抑 制剂有α-蛋白酶抑制剂及支气管粘膜蛋白抑制剂两种,均可受O-2攻击而失活,导致肺气肿。 环境污染物(如:O3、氮、硫等)能提高肺的巨噬细胞的活力而不断释放O-2,吸烟也会使自由基大量 进入肺内。在肺中,O-2产生破坏性极强的·OH等,O-2和·OH攻击弹性蛋白酶抑制剂,使其失活,而造 成肺气肿。 
  
      类风湿关节炎、全身性红斑狼疮等自身免疫性疾病是由于机体丧失阻止自身组分的抗体形成,而产 生自体抗体。这些抗体与正常的机体级组分结合,引起吞噬细胞吞噬而表现出病理状态。吞噬细胞在吞 噬过程中产生大量的O-2,O-2攻击机体而加剧病变。 机体受原子弹、氢弹的辐射冲击,从事放射辐射工作而防护不良的工作人员,受电离辐射后,形成各 种不同产物,且产物又发生连锁反应,生成许多自由基而攻击人体,导致辐射病。 (人体内)H2O　x-射线γ-射线　x-射线γ-射线O-2+·OH +·H SOD的增加能抑制因辐射而引起的肿瘤的形成,并增加成纤维细胞的分化能力,有效地防止肿瘤的 恶性发展。 
  
      另外,某些药物中毒、氧中毒、大气污染综合症和老年性白内障等疾病的发生均与O2-相关联。 机体内的O-2可以引起各种疾病, SOD作为O-2的天然清除剂,在正常情况下,O-2与SOD保持动态 平衡,但在病理状态下,产生过量的O-2,机体本身产生的SOD能完全清除这些过多的O-2,这些过多的 O-2则对机体产生危害。SOD可以催化O-2进行歧化反应,减轻O-2对上述疾病的作用。 机体内含有SOD,并且机体组织中的SOD还会随着年龄的增加而增加,如J. Hollander研究[5]发现 随着人年龄的增加,腓肠肌中SOD的活性也在增加。但是,机体自身产生的SOD是有限的,因此在疾病 治疗中可以通过注射或口服SOD药物增加机体中的SOD,达到治疗疾病的作用。 
  
      目前,许多研究者根据SOD的无致敏性和无抗原性的特点,采用SOD制剂来治疗疾病。如直接注射 SOD制剂于发炎的关节部位来缓解类风湿关节炎;口服SOD治疗药物和抗生素中毒已经取得较好的效 果; SOD还可促进骨折后细胞分裂、增殖、促进骨折后骨的生长,缩短骨折愈合时间[2]。 SOD不但可用于疾病的治疗,也可用于临床检查,如用SOD作为矽肺诊断的指标。矽肺是由于粉尘 中的SiO2引起自由基反应启动膜的脂质过氧化反应而导致膜损伤,引起肺泡巨噬细胞破坏与分解而造成 矽肺。通过测定SOD的含量来作为一个矽肺诊断指标。 
  
      三、SOD的其他应用 
  
      1　SOD在化妆品中的应用 
  
      研究证明[6], SOD添加于化妆品中可起到4方面的作用:一是有明显的防晒效果,光照使皮肤变黑的 主要原因是氧自由基损害, SOD可有效防止皮肤受电离辐射(特别是紫外线)的损伤,从而起到防晒效 果;二是SOD为抗氧酶,能有效防止皮肤衰老、祛斑、抗皱;三是有明显的抗炎效果,对防治皮肤病有一定 效果;四是SOD具有一定的防治斑痕形成的作用。 SOD在化妆品中妆品应用广泛, SOD也被用于化妆品中,如我国的大宝SOD蜜,用于防止皮肤衰老, 另一些含SOD量高的药物如人参、三七、黄芪等也受到重视。 
  
      2　SOD在农业上的应用 
  
      SOD在转基因植物中的过量表达能不同程度地提高植物对逆境的抵抗能力,MnSOD基因的过量表 达在一定程度上可以提高植物转基因植物对氧胁迫的耐受性。通过基因工程手段,增加植物内的SOD 的表达,可以大大增强植物的抗逆性。如[3]将存在于线粒体中的Mn - SOD导入烟草、苜蓿的叶绿体 后,其转基因植株可以增加对臭氧及干旱胁迫的抗性。拟兰芥[4]的Fe - SOD基因转化烟草叶绿体, Fe - SOD的过量表达能够增强叶绿体质膜和光合系统Ⅱ对MV(甲基紫精)和高盐过氧化胁迫的抗性。 
  
      3　SOD在食品工业中的应用 
  
      SOD在食品工业中的应用也比较广泛。在食品中加入SOD可以增强抗衰老、抗炎、抗辐射、抗疲劳 等保健作用。SOD还可以在罐头食品、果汁、啤酒等食品中作为抗氧化剂,防止过氧化化物酶引起的食品 变质和腐败现象;还可以作为水果和蔬菜的保鲜剂。 
  
      四、SOD的前景 
  
      虽然对SOD的研究广泛,但是SOD的临床应用仍有一定的困难,如静脉注射, SOD在体内半衰期仅 为6分钟,口服是否会在胃肠道中被破坏而失去疗效,口服后能否被吸收等问题还有待解决。但可以设 想,随着对SOD研究的日益深入, SOD作为一种新型酶制剂,在医药、农业、保健品、食品等方面必将得到 广泛的应用。 
  
  

      参考文献:略 

  来源：中国化学试剂网