【正文】 應(yīng)用還有待于進(jìn)一步的研究和開發(fā) 。 五 超氧化物歧化酶 超氧化物歧化酶 （ Superoxide dismutase， 簡(jiǎn)稱SOD, ） 是一類含金屬的酶 。 ? 超氧化物歧化酶每克分子酶的氨基酸殘基數(shù)在300個(gè)左右 ， 它在生物界分布極廣 ， 廣泛存在于需氧生物 、 耐氧生物及某些厭氧微生物中 。目前已知的 SOD主要分為三類 ， 即 CuZnSOD， MnSOD和 FeSOD。 CuZnSOD主要存在于包括人類在內(nèi)的所有高等真核生物中 ，在真核細(xì)胞的細(xì)胞漿中分子量約為 32022左右 ，呈蘭綠色 。 ? MnSOD在高等生物的線粒體及細(xì)菌中均有發(fā)現(xiàn) ， 來自原核細(xì)胞的分子量約為 48000，來自真核細(xì)胞線粒體的分子量約為 30000，呈粉紅色 。 FeSOD只存在于原核細(xì)胞 ， 分子量約在 38000左右 ， 呈黃色 。 三類 SOD可能具有不同的進(jìn)化祖先 。 ? SOD存在于幾乎所有靠有氧呼吸的生物體內(nèi) ，從細(xì)菌 、 真菌 、 高等植物 、 高等動(dòng)物直至人體均有存在 。 含 SOD較高的天然植物有大蒜 ，其他如韭菜 、 大蔥 、 油菜 、 檸檬和番茄等也含有 。 1催化機(jī)制 ? 超氧化物歧化酶的作用機(jī)制：催化超氧陰離子的歧化反應(yīng) 。 O2175。+ O2175。+2H O2+H2 O2 ? 根據(jù)衰老的自由基學(xué)說 ， 老化是自由基產(chǎn)生和清除發(fā)生障礙的結(jié)果 。 在生物體內(nèi)由于作用外界和內(nèi)在的因素 ， 瞬間能產(chǎn)生大量的自由基 。在正常情況下 ， 產(chǎn)生和清除處于平衡狀態(tài) 。 但隨著機(jī)體的衰老 ， 清除內(nèi)能逐漸減弱 ， 這種平衡被打亂 ， 多余的自由基就能通過多種渠道損害機(jī)體 。 ? ?? SOD交聯(lián)聚合 脂質(zhì)過氧化物 蛋白質(zhì) 導(dǎo)致 膠原堅(jiān)硬 、長(zhǎng)度縮短、失去膨脹力 不溶性 蛋白質(zhì) 皺紋和老年斑是如何產(chǎn)生的？ 氧自由基 多價(jià)不飽和脂肪酸 丙二醛 與磷脂酰乙醇胺交聯(lián) 氧化酶 黃色色素 棕褐色色素 與蛋白質(zhì)、胺類或脂類結(jié)合 ? 超氧化物歧化酶是專一清除氧自由基的清除劑 。SOD能清除 O2175。， 同時(shí)生成 H2O2， H2O2可被過氧化氫酶清除生成 H2O 和 O2。 所以 ， SOD可清除機(jī)體代謝過程中所產(chǎn)生的過量 O2175。， 延緩由于自由基侵害而出現(xiàn)的衰老現(xiàn)象 。 2理化性質(zhì) ? 當(dāng) SOD受到外界各種因素 ， 如溫度 、 pH、 氰化物 、 變性劑和電離輻射等的影響 ， 其分子結(jié)構(gòu)和酶活性都會(huì)發(fā)生變化 。 ： ? 超氧化物歧化酶是一種金屬蛋白 ， 它對(duì)熱表現(xiàn)出異常的穩(wěn)定性 。 實(shí)驗(yàn)證明 ， 超氧化物歧化酶在 55℃ /15~30分鐘 ， 60℃ /10~25分鐘或65℃ /10~15分鐘的條件下 ， 酶活性的變化不大 。 加熱至 75℃ 時(shí) ， 其酶活性幾乎不會(huì)喪失 。在離子強(qiáng)度非常低時(shí) ， 即使加熱至 95℃ 其酶活性喪失亦很小 。 ? 牛紅細(xì)胞中 CuZnSOD的 Tm為 83℃ ， 這是至今為止發(fā)現(xiàn)熱穩(wěn)定性最高的球蛋白之一 。 室溫下保藏 9個(gè)月 ， 酶活存留率為 60%；保藏一年為 %。 SOD的熱穩(wěn)定性有種族差異 ，如大鼠肝中的 MnSOD不耐熱 ， 但從人肝和雞肝得到的 MnSOD 卻很耐熱 ， 即使在65~70℃ 加熱數(shù)分鐘 ， 它的活性也喪失很少 。 pH的影響： ? pH的改變會(huì)引起酶蛋白與金屬輔因子結(jié)合狀態(tài)的改變 。 實(shí)驗(yàn)表明 ， 天然的 CuZnSOD在 ， 95%的 Zn會(huì)脫落 ， 在 pH ，Cu的結(jié)合位點(diǎn)要移動(dòng) ， 當(dāng) pH象會(huì)發(fā)生變化 ， 但總的來說 ， SOD對(duì) pH并不敏感 ， 通常在 ～ 響不大 。 ： ? 實(shí)驗(yàn)表明 ， 不同種類的 SOD對(duì)氰化物的敏感性是不同的 。 所有的 CuZnSOD都對(duì)氰化物敏感 ， 相反 MnSOD卻抗氰化物 。 SOD的這個(gè)特性已用于臨床診斷 。 在大多數(shù)情況下 ， 正常細(xì)胞和腫瘤細(xì)胞之間在 MnSOD活性變化上有差異 ， 腫瘤細(xì)胞內(nèi)的 SOD要比正常的低得多 。 因此能否把 MnSOD的含量變化做為一個(gè)指標(biāo)用于腫瘤診斷這是一項(xiàng)有意義的工作 。 ? CuZnSOD中 Cu與 Zn的作用是不同的 ， Zn僅與酶分子的結(jié)構(gòu)有關(guān) ， 而與催化活性無關(guān) ，而 Cu卻與催化活性有關(guān) 。 透析去 Cu， 則酶活性全部喪失 ， 一旦重新加入 ， 活性恢復(fù) 。 Mn和 Fe與 Cu一樣分別對(duì) MnSOD和 FeSOD的催化活性具有作用 。 ? 在 SOD的變性劑中 ， 研究最多的是尿素 、SDS和 EDTA。 實(shí)驗(yàn)表明 ， 牛血 SOD在含有SDS、 EDTA的 6M尿素溶液中加熱 ， 活性喪失很快 。 但在 8M尿素溶液中 SOD相當(dāng)穩(wěn)定 。 ? 還原劑如巰基乙醇主要作用于 SH或二硫鍵 ，當(dāng)加入巰基乙醇后 SOD就會(huì)解聚 。 這已在人 、牛和麥胚中的 CuZnSOD中得到證實(shí) 。SOD的解聚會(huì)導(dǎo)致酶活性的降低 。 ? 電離輻射會(huì)產(chǎn)生超氧陰離子 ， SOD能清除超氧陰離子 ， 所以 SOD具有抗輻射作用 。 實(shí)驗(yàn)表明 ， SOD通過輻照后 ， 除酶本身活性降低外 ， 它的許多理化性質(zhì)如電子圖譜 、 紫外吸收 、電子核磁共振以及銅 、 鋅的含量等都會(huì)發(fā)生變化 。 ? MnSOD和 FeSOD經(jīng)電離輻射后 ， 金屬輔助因子 Mn和 Fe會(huì)脫落 ， 從而導(dǎo)致酶活性的喪失 。 3生理功能 SOD是特殊的氧自由基清除劑 ? 隨著年齡的增長(zhǎng)，人體免疫力的下降，特別是人在工作、生活中，精神緊張、憂郁、空氣污染、失眠等原因引發(fā)的代謝紊亂等，會(huì)導(dǎo)致體內(nèi)氧自由基的增加和泛濫。當(dāng)人體防氧化系統(tǒng)不足以與它相抗衡時(shí)，便誘發(fā)各種疾病，并加速了人體衰老。醫(yī)學(xué)研究證明，氧自由基使引發(fā)的疾病有 100多種，如心臟病、肺氣腫、氧中毒、動(dòng)脈硬化、中風(fēng)、糖尿病、皮膚病、白內(nèi)障、癌癥等。 ? 而超氧化物歧化酶便是氧自由基的天然克星 ，國(guó)內(nèi)外醫(yī)學(xué)界一致公認(rèn) ， 超氧化物歧化酶是專一清除氧自由基的清除劑 。 SOD可清除機(jī)體代謝過程中所產(chǎn)生的過量 O2175。， 延緩由于自由基侵害而出現(xiàn)的衰老現(xiàn)象 ， 如皮膚衰老和脂褐素沉淀的出現(xiàn)；可提高人體對(duì)那些由于自由基侵害而誘發(fā)的疾病的抵抗力 ， 包括腫瘤 、 炎癥 、肺氣腫 、 白內(nèi)障和自身免疫疾病等； ? 超氧化物歧化酶還可提高人體對(duì)自由基外界誘發(fā)因子的抵抗力 ， 如煙霧 、 有毒化學(xué)品和有毒醫(yī)藥品等 ， 增強(qiáng)機(jī)體對(duì)外界環(huán)境的適應(yīng)力 ， 還可減輕腫瘤患者在化療 、 放療時(shí)的疼痛及嚴(yán)重的副作用 ， 如骨髓損傷和白細(xì)胞減少等；并可消除機(jī)體疲勞 ， 增強(qiáng)對(duì)超負(fù)荷大運(yùn)動(dòng)量的適應(yīng)力 。 SOD具有電腦業(yè)的防曬效果 ? 在電離輻射的間接作用下 ， 生物體內(nèi)水分子經(jīng)激發(fā)與電離后產(chǎn)生了包括超氧陰離子 （ O2175。）在內(nèi)的氧自由基 ， 而 SOD是氧自由基專一清除劑 ， 在照射前供給外源性 SOD， 可有抗輻射效果 。 ? 紫外線的光量子能量高于可見光 ， 但 X－射線或 γ－射線的光量子能量又比紫外線高得多 。日光致使皮膚變黑 ， 甚至產(chǎn)生炎癥 。 其主要原因就是氧的自由損害 ， 因此經(jīng)常使用 SOD化妝品能有效防止機(jī)體免受電離輻射 （ 尤其紫外線 ） 的損害 ， SOD有明顯的防曬效果 。 SOD有明顯的抗炎效果 ? 活性氧損害是引起炎癥的主要原因 ， SOD是氧自由基清除劑 ， 故 SOD可作為抗炎藥 。 ? 大量研究表明 SOD安全無副反應(yīng) ， 也很少出現(xiàn)過敏癥狀 。 歐美國(guó)家已于 1988年批準(zhǔn)它作為一種臨床治療藥物 。 已在化妝品 、 牙膏和功能性食品中得到廣泛應(yīng)用 。 但有些疾病患者如腎功能衰竭 、 尿毒癥 、 精神病及患孤獨(dú)癥的小孩 ， 其血液中 SOD濃度比正常人高很多 ， 這種特殊人群不需補(bǔ)充而是要抑制或減少 SOD。 4 SOD在食品中的應(yīng)用 SOD可制成口服液、化妝品使用 ? SOD制作口服液試驗(yàn)表明： SOD在小鼠模擬胃酸中 37℃ 保溫 150min， 活力仍殘存 81%；SOD在 T＝ 37℃ ， 作用時(shí)間 210min下對(duì)胃蛋白酶和胰酶的降解原 ， 仍殘存 82%和 84%活力 ， SOD可透過小腸 ， 即可為小腸吸收 。 因?yàn)?SOD分子中不含色氨酸 ， 芳香氨酸也很少 ，能抗胃蛋白酶水解 。 ? 皺紋是皮膚衰老的標(biāo)志 ， 皺紋的產(chǎn)生是由于自由基脂質(zhì)過氧化反應(yīng)發(fā)生在皮膚上 ， 使真皮的膠原蛋白變性和交聯(lián) ， 導(dǎo)致膠原堅(jiān)硬 ， 長(zhǎng)度縮短 ， 使皮膚失去膨脹力而形成皺紋 。 并且皮膚在紫外光照射下會(huì)產(chǎn)生超氧自由基 ， 而使皮膚變黑 。 SOD是超氧自由基的清除劑 ， 經(jīng)常使用添加 SOD的化妝品 ， 等于對(duì)機(jī)體不斷補(bǔ)充外源性 SOD， 能有效的防止或延緩皮膚衰老 。 ? 經(jīng)臨床試驗(yàn)證明 ， SOD化妝品具有抗衰老 、抗皺 、 抗炎癥 、 防曬 、 去色素沉著 、 防止老年斑的形成等功效 。 長(zhǎng)期使用可使皮膚富有彈性和光澤 ， 青春常駐 。 添加 SOD的化妝品種類有：化妝水 、 露 、 霜 、 洗面乳 、 沐浴液 、 護(hù)發(fā)素等系列化妝品 。 SOD作為抗氧化劑 可防止氧化酶引起的食品變質(zhì)及哈變等現(xiàn)象 。 作為食品營(yíng)養(yǎng)強(qiáng)化劑 ? 可作為抗衰老功能食品的添加劑 ， 如制成強(qiáng)化SOD的牛奶 、 飲料 、 口香糖等系列產(chǎn)品 。 在食品保健業(yè)中 ， 目前已滲入超氧化物歧化酶的有蛋黃漿 、 中老年奶粉 、 可溶性咖啡 、 啤酒 、SOD口服液等 。 謝謝