【正文】 毒性應(yīng)小于原來自由基的毒性才有防御作用。 ?人為地由膳食補充自由基清除劑，從而達到防御疾病、延緩衰老的目的 79 二、酶類自由基清除劑 ? (一 ) 超氧化物歧化酶（ superoxide dismutase， SOD） ? 超氧化物歧化酶（ SOD）是目前研究得最深入、應(yīng)用得最廣泛的一種酶類自由基清除劑。 ? 1．種類、結(jié)構(gòu)及分布 ? 1968年，美國人 McCord在 Fridovich指導(dǎo)下，從牛紅細胞中提取 CuZn的酶蛋白質(zhì)，并發(fā)現(xiàn)它能催化 O2－ 歧化，所以把這種酶蛋白命名為超氧化物歧化酶，英文簡稱為 SOD。 ? SOD存在于幾乎所有靠氧呼吸的生物體內(nèi)，包括細菌、真菌、高等植物、高等動物和人體中。 SOD是一類含金屬的酶，按其所含金屬輔基不同可分為含銅鋅 SOD（ CuZnSOD）、含錳 SOD（ MnSOD）和含鐵 SOD（ FeSOD） 3種。 80 ? 含銅鋅金屬輔基的 CuZnSOD是最為常見的一種酶，主要存在于真核細胞的細胞質(zhì)中或高等植物的葉綠體基質(zhì)、類囊體內(nèi)以及線粒體膜間隙中。在動物血液、牛肝、豬肝、牛心、豌豆、麥葉等動植物組織中均有存在，是目前應(yīng)用最廣泛的一類酶。該酶由兩條肽鏈組成，每條肽鏈含有銅、鋅原子各一個，活性中心的核心是銅。 ? ? FeSOD主要存在于原核細胞中，一些真核藻類甚至高等植物如銀杏、檸檬、番茄等組織內(nèi)也有存在。此酶也由兩條肽鏈組成，一般每個二聚體含有一個鐵原子。 ? ? MnSOD主要存在于原核細胞和真核細胞的線粒體中，在植物的葉綠體基質(zhì)、類囊體內(nèi)也會存在，在人體肝臟中含量較高。此酶的純品呈粉紅色，由兩條或四條肽鏈組成。 81 2．理化及生物學(xué)特性 ? SOD屬酸性蛋白酶，對 pH、熱和蛋白酶水解等反應(yīng)比一般酶穩(wěn)定。又由于 SOD屬于金屬酶，其性質(zhì)不僅取決于蛋白質(zhì)，還取決于結(jié)合到活性部位的金屬離子。三類 SOD的活性中心都含有金屬離子。如采用物理或化學(xué)方法除去金屬離子，則酶活喪失；如重新加上金屬離子，則酶活又恢復(fù)。 ? SOD是生物體內(nèi)防御氧化損傷的一種十分重要的金屬酶，對氧自由基有強烈清除作用，特別對于超氧陰離子（ O2－ ）， SOD可將其催化歧化而生成H2O2和 O2，故 SOD又稱為清除超氧陰離子自由基的特異酶。 82 3． SOD的生理功能及應(yīng)用 ? （ 1）清除體內(nèi)產(chǎn)生的過量的超氧陰離子自由基，保護 DNA、蛋白質(zhì)和細胞膜免遭 O2－ 的破壞作用 . ? （ 2）提高人體對自由基外界誘發(fā)因子的抵抗力，增強機體對煙霧、輻射、有毒化學(xué)品及醫(yī)藥品的適應(yīng)性； ? （ 3）增強人體自身的免疫力，提高人體對自由基受損引發(fā)的一系列疾病的抵抗力治療由于免疫功能下降而引發(fā)的疾病； ? （ 4）清除放療所誘發(fā)的大量自由基，從而減少正常組織的損傷， ? （ 5）消除疲勞，增強對劇烈運動的適應(yīng)力。 SOD已廣泛地應(yīng)用于人們生活的各個方面 SOD在醫(yī)療上的應(yīng)用 ,對治療關(guān)節(jié)炎和類風濕性關(guān)節(jié)炎療效顯著。 此外， SOD對治療癌癥、缺血后重灌流損傷、肺氣腫、白內(nèi)障、糖尿病、貧血等疾病均有療效。 SOD在食品方面的應(yīng)用也極為廣泛 . 83 SOD應(yīng)用的局限性： ? （ 1）半衰期短。 SOD的體內(nèi)半衰期為 6～ 8分鐘，體外半衰期（ 25℃ 時）為 9～ 10天； ? （ 2）代謝速率快； ? （ 3）酶分子量大，均在 32022以上。因此，透皮或透膜吸收困難，體內(nèi)或細胞內(nèi)作用弱； ? （ 4）酶制劑不宜口服，口服易被胃酸變性、胃蛋白酶和胰蛋白酶水解破壞； ? （ 5）大分子異性蛋白，不宜大劑量、長時間使用； ? （ 6）對靶細胞或靶部位的親和力低，藥用趨向性不明顯。 因此，對疾病的療效缺乏特異性作用； ? （ 7）酶的穩(wěn)定性不高，對理化因素較為敏感； ? （ 8）藥物作用單一性大、常規(guī)劑量單獨使用療效欠佳。 84 4． SOD的制備 ? SOD廣泛存在于動、植物和微生物體內(nèi)，但目前我國主要是從動物血液中提取。受到血源和得率的限制，影響了 SOD的生產(chǎn)成本和推廣應(yīng)用。 85 （二）過氧化氫酶（ catalase， CAT） ? 過氧化氫酶是另一種酶類清除劑，又稱為觸酶，是以鐵卟啉為輔基的結(jié)合酶。它可促使 H2O2分解為分子氧和水，清除體內(nèi)的過氧化氫，從而使細胞免于遭受 H2O2的毒害，是生物防御體系的關(guān)鍵酶之一。 CAT作用于過氧化氫的機理實質(zhì)上是 H2O2的歧化，必須有兩個 H2O2先后與 CAT相遇且碰撞在活性中心上，才能發(fā)生反應(yīng)。 H2O2濃度越高，分解速度越快。 ? 幾乎所有的生物機體都存在過氧化氫酶。其普遍存在于能呼吸的生物體內(nèi)，主要存在于植物的葉綠體、線粒體、內(nèi)質(zhì)網(wǎng)、動物的肝和紅細胞中，其酶促活性為機體提供了抗氧化防御機理。 86 （三）谷胱甘肽過氧化物酶（ GPX） ? 谷胱甘肽過氧化物酶（ GPX）是在哺乳動物體內(nèi)發(fā)現(xiàn)的第一個含硒酶，它于 1957年被 Mills首先發(fā)現(xiàn)，但直到 1973年才由 Flohe和 Rotruck兩個研究小組確立了 GPX與硒之間的聯(lián)系。 ? 研究表明，硒是谷胱甘肽過氧化酶（ SeGPX）的活性成分，是 GPX催化反應(yīng)的必要組分，它以硒代半胱氨酸（ Sec）的形式發(fā)揮作用，攝入硒不足時使 SeGPX酶活力下降。在體內(nèi)處于低硒水平時，活力與硒的攝入量呈正相關(guān)，但到一定水平時，酶活力不再隨硒水平上升而上升。 SeGPX存在于胞漿和線粒體基質(zhì)中，它以谷胱甘肽（ GSH）為還原劑分解體內(nèi)的氫過氧化物，能使有毒的過氧化物還原成無毒的羥基化合物，并使過氧化氫分解成醇和水，因而可防止細胞膜和其它生物組織免受過氧化損傷。它同體內(nèi)的超氧化物歧化酶（ SOD）和過氧化氫酶（ CAT）一起構(gòu)成了抗氧化防御體系，因而在機體抗氧化中發(fā)揮著重要作用。 87 三、 非酶類自由基清除劑 （一）維生素類 ?維生素不僅是人類維持生命和健康所必需的重要營養(yǎng)素，還是重要的自由基清除劑。對氧自由基具有清除作用的維生素主要有維生素Ｅ、維生素Ｃ及維生素Ａ的前體 β胡蘿卜素。 88 （二）黃酮類化合物 ? 黃酮類化合物泛指兩個苯環(huán)通過中央三碳鏈相互聯(lián)結(jié)而成的一系列 C6C3C6化合物，主要是指以 2苯基色原酮為母核的一類化合物，在植物界廣泛分布。黃酮是具有酚羥基的一類還原性化合物。在復(fù)雜反應(yīng)體系中，由于其自身被氧化而具有清除自由基和抗氧化作用。其作用機理是與Ｏ 2反應(yīng)阻止自由基的引發(fā)，與金屬離子螯合阻止 OH的生成，與脂質(zhì)過氧化基 ROO反應(yīng)阻斷脂質(zhì)過氧化。 ? 黃酮及其某些衍生物具有廣泛的藥理學(xué)特性，包括抗炎、抗誘變、抗腫瘤形成與生長等活性。黃酮在生物體外和體內(nèi)都具有較強的抗氧化性，具有許多藥理作用，對人的毒副作用很小，是理想的自由基清除劑。目前已發(fā)現(xiàn)有 4000多種黃酮類化合物，可分為如下幾類：黃酮、兒茶素、花色素、黃烷酮、黃酮醇和異黃酮 89 四、富含自由基清除劑的食品 對此類食品的研究大致有兩個方向 : ? 一是從天然動植中提取有效成分，添加于各種飲料或固態(tài)食品中作為功能性食品的功能因子或食品營養(yǎng)強化劑。目前已有添加 SOD的蛋黃醬、牛奶、可溶性咖啡、啤酒、白酒、果汁飲料、礦泉水、奶糖、酸牛乳、冷飲類等類型的功能性食品面市。 ?二是利用微生物發(fā)酵或細胞培養(yǎng)，得到自由基清除劑含量豐富的產(chǎn)品。 90 ? 在許多天然動植物中含有抗自由基的活性成分。如姜含揮發(fā)油和姜辣素，其成份有姜酚、姜酮和姜烯酚。綠茶的主要成分茶多酚，銀杏、竹葉的有效成分黃酮和酚類，各種果品蔬菜中的維生素，還有一些中藥如白首烏、五味子、葛根、小葉女貞、柴胡、車前子等也含有多種活性成分。另外，黨參、靈芝等真菌中的多糖也是有效的活性成分。在動物的肝臟等器官，血液中也可提取有關(guān)的活性成分。 ? 利用微生物發(fā)酵或細胞培養(yǎng)生產(chǎn)功能因子，也是目前研究的熱點。如在固體培養(yǎng)基上人工培育冬蟲夏草，由預(yù)處理的大豆經(jīng)少孢根霉短期固態(tài)發(fā)酵生成丹貝異黃酮，用大蒜細胞培養(yǎng)或深紅酵母生產(chǎn) SOD。這些方法不受氣候、季節(jié)的限制，可實現(xiàn)工業(yè)化的連續(xù)生產(chǎn)。