SOD及其應(yīng)用文獻(xiàn)綜述

1、畢業(yè)論文文獻(xiàn)綜述生物工程SOD 及其應(yīng)用前言超氧化物歧化酶 （ SOD） 是一類廣泛存在于動(dòng)物、植物、微生物中的金屬酶 , 是化學(xué)生 物界研究的熱點(diǎn)之一。本文介紹了動(dòng)物、植物 SOD 的制備工藝。作為生物體內(nèi)自由基的清 潔劑 , SOD 對(duì)生物體 （ 包括人體 ） 具有重要的功能作用。SOD 制備超氧化歧化酶簡(jiǎn)稱SOD 1938年Keilin從牛血中分離出的一種含 Cu的血銅 蛋白，1953又從小牛肝、鯨肝分離出肝銅蛋白。1968年發(fā)現(xiàn)Q-使細(xì)胞色素C的 還原受到一種蛋白因子抵制。1969年McCwrc及Fridovich根據(jù)血銅蛋白、肝銅 蛋白、腦銅蛋白皆有Q-歧化活性，故將此酶命名為超氧化

2、物歧化酶。SOD是生物體防御氧化損傷的重要金屬酶類，廣泛存在于需氧生物，耐氧生物, 以及某些厭氧微生物中。從動(dòng)物血液中提取SOD在自然界中廣泛存在，關(guān)于SOD的提取純化工藝亦日臻完善，從動(dòng)物 血液中提取純化 SOD, 其基本工藝如下: （ 以豬血為例） 新鮮豬血的預(yù)處理 , 離 心除去黃色血漿 （ 用于凝血酶制備 ） , 紅血球用 0.9%氯化鈉清洗兩次 , 接著加二 倍量的水?dāng)嚢枞苎?0.5h, 然后在溶血液中緩慢加入 0.25 倍體積的 95%乙醇和 0. 15倍體積的氯仿，攪拌15min,離心除去血紅蛋白的清液。清液經(jīng)丙酮沉淀后， 離心得沉淀，沉淀溶于水，然后在5565C進(jìn)行熱變,15

3、min后離心除去沉淀 得清液 , 清液再加丙酮進(jìn)行第二次沉淀 , 沉淀溶于水并透析過夜 , 透析液離心去 沉淀上 DEAE- SephadexA - 50 層析柱, 然后用 pH 7. 6, 2. 550 mmol.L- 1的磷酸鉀緩沖液進(jìn)行梯度洗脫，收集具有SOD活性峰的洗脫液，洗脫液經(jīng)離心 超濾濃縮 , 冷凍干燥即得淡藍(lán)綠色成品 11 。動(dòng)物血來源SOD的重要意義在于對(duì)人體抗炎有效，而人SOD則有時(shí)反而 無效。有研究證明，牛SOD在很低的劑量就有抗炎作用，此因注射的SOD中的一 部分結(jié)合于細(xì)胞壁外的半特異性位置 , 從而防止自由基的進(jìn)攻 , 這種異源性 SOD可為膜所固定，從而比細(xì)胞外的游

4、離酶更有效，同源的人SOD不被這些膜 受體所識(shí)別 , 故不能發(fā)揮其活性 12 。從植物細(xì)胞中提取有關(guān)從植物當(dāng)中提取SOD是近幾年剛發(fā)展起來的，由于 SOD應(yīng)用的特殊性， 其市場(chǎng)需要日益增加， 在國(guó)內(nèi)外市場(chǎng)上供不應(yīng)求， 動(dòng)物血液的原料有限， 成本較 高，且國(guó)際瘋牛病的漫延，動(dòng)物血中提取的SOD使用給人們帶來了不少危險(xiǎn)因 素。從植物特別是人們?nèi)粘Ｊ秤玫臒o污染蔬菜、 瓜果、野生植物及糧食中提取 , 使 用安全性非常高，可避免可能發(fā)生的交叉感染，故近幾年從植物中提取SOD也新 興起來。從植物體內(nèi)提取SOD基本工藝如下：植物細(xì)胞的破碎，丙酮粉的制備，丙 酮粉的研磨抽提 ,離心沉淀, 鹽析沉淀除蛋白雜質(zhì)

5、, 鹽析離心, 透析濃縮, 上柱 層析得 SOD。SOD 與人體健康O-稱為超氧陰離子自由基生理反應(yīng)中自然生成的中間產(chǎn)物。它是活性氧的一種，具有極強(qiáng)的氧化能力， 是生物氧毒害的重要因素之一。 自由基又稱游離基是 躍的化學(xué)物質(zhì)，是個(gè)有不成對(duì)（奇數(shù)）電子的原子、原子團(tuán)、分子和離子。其中 最重要的是氧自由基，它可聚集體表、心臟、血管、肝臟和腦細(xì)胞中。如果沉積 在血管壁上，會(huì)使血管發(fā)生纖維性病變，導(dǎo)致動(dòng)脈管硬化，高血壓，心肌梗塞； 沉積在腦細(xì)胞時(shí)， 會(huì)引起老年人神經(jīng)官能不全， 導(dǎo)致記憶、智力障礙以及抑郁癥， 甚至老年性癡呆等， 是造成人類衰老和疾病的元兇， 其中以氧自由基對(duì)機(jī)體的危 害最大。3.1 S

6、OD 抗衰老中的作用人體隨著年齡的增加 , 皮膚會(huì)變得粗糙、發(fā)皺、變黑和形成老年斑 , 其中老 年斑是皮膚衰老的典型現(xiàn)象 , 即在老年人的面部、 手部皮膚上出現(xiàn)黑褐色斑塊或 斑點(diǎn)。老年斑主要由黑色素組成 , 而自由基在黑色素形成、 反應(yīng)和組成中起重要 作用。在有空氣存在時(shí)，光照黑色素可使其耗氧增加，產(chǎn)生Q和羥自由基。自 由基雖是造成人體衰老的重要原因 , 但機(jī)體并不是易衰老的 , 機(jī)體內(nèi)也存在著 抗衰老的物質(zhì)和一些抗氧化物。其中，SOD是非常重要的，它可以不斷地清除由 光照黑色素耗氧過多而產(chǎn)生的 Q-防止過多的黑色素的形成。它不斷地清除由脂 褐素和蠟樣質(zhì)產(chǎn)生的 Q-避免過多的脂質(zhì)發(fā)生過氧化，而

7、減少脂褐素和蠟樣質(zhì)的 形成, 防止衰老。SQD在疾病治療中的作用人類機(jī)體所處的環(huán)境復(fù)雜 , 體內(nèi)經(jīng)常不斷地產(chǎn)生自由基 , 特別在病理過程 中，產(chǎn)生大量的Q-，這些Q-反過來促進(jìn)病情加重，因而SQ在清除O-中則顯得異 常重要。肺氣腫是由于肺組織的中性白細(xì)胞含彈性蛋白酶及彈性蛋白酶抑制劑不平 衡所致。彈性蛋白酶抑制劑有a -蛋白酶抑制劑及支氣管粘膜蛋白抑制劑兩種， 均可受Q攻擊而失活，導(dǎo)致肺氣腫。類風(fēng)濕關(guān)節(jié)炎、 全身性紅斑狼瘡等自身免疫性疾病是由于機(jī)體喪失阻止自身 組分的抗體形成 , 而產(chǎn)生自體抗體。紅斑性狼瘡患者血清中有一種能使染色體破 壞的介裂因子，這種因子的存在與Q-出現(xiàn)息息相關(guān)，類風(fēng)濕關(guān)節(jié)

8、炎病人血液中 SO活性比正常人低得多這些抗體與正常的機(jī)體級(jí)組分結(jié)合，引起吞噬細(xì)胞吞噬而表現(xiàn)出病理狀態(tài)。吞噬細(xì)胞在吞噬過程中產(chǎn)生大量的Q2- , Q2- 攻擊機(jī)體而加劇病變 910 。藥物SOD是一種新型的抗炎癥藥，尤其對(duì)關(guān)節(jié)炎和類風(fēng)濕關(guān)節(jié)炎有明顯療效， 根據(jù)SOD作用機(jī)制和毒性試驗(yàn)，它對(duì)治療因Q-引起的各種疾病都有一定的療效，為此，SOD可作為抗衰老、抗炎癥、自身免疫疾病患者廣泛應(yīng)用的醫(yī)藥品.此 外，SOD對(duì)治療貝切特氏癥、心肌梗塞等血虛性心臟病、膠原病、新生兒呼吸困 難綜合癥、防御放射性傷害等也可望有效.近年來美、日、德、英國(guó)等對(duì)SOD作 為藥品開發(fā)應(yīng)用進(jìn)行了一系列研究和臨床試驗(yàn) 7。生化試

9、劑國(guó)外已有數(shù)家公司如Sigma公司等出售SOD試劑2國(guó)內(nèi)也有廠家批量生產(chǎn) SOD試劑，如中科院上海生化所東風(fēng)試劑廠、天津血液研究所、南京建成生物工 程研究所等 . 此外 , SOD 有可能作為某些疾病的探針 , 如郭彥等人認(rèn)為腦瘤組 織線粒體Mn-SOD降低是轉(zhuǎn)化細(xì)胞的可靠生化指標(biāo)之一，并可作為評(píng)估腦瘤分化 程度的參考 3臨床SO不但可用于疾病的治療,也可用于臨床檢查，如用SO作為矽肺診斷的指 標(biāo)。矽肺是由于粉塵中的Si02引起自由基反應(yīng)啟動(dòng)膜的脂質(zhì)過氧化反應(yīng)而導(dǎo)致膜 損傷,引起肺泡巨噬細(xì)胞破壞與分解而造成矽肺。通過測(cè)定SO的含量來作為一個(gè) 矽肺診斷指標(biāo) 8 。SO 在保健方面作用研究表明 ,

10、 不飽和脂肪酸的凝固點(diǎn)低于飽和脂肪酸 , 不飽和脂肪酸發(fā)生過 氧化后, 由于不飽和鍵減少 , 凝固點(diǎn)就會(huì)升高 , 膜的流動(dòng)性就會(huì)變小 , 使膜喪 失了正常的生理功能 , 使機(jī)體逐漸趨于衰老。 老化紅細(xì)胞膜脂流動(dòng)性下降 , 可能 是由于SO降低導(dǎo)致膜脂質(zhì)過氧化程度加大所致。雖然衰老時(shí)機(jī)體內(nèi)脂質(zhì)過氧 化程度由不同的自由基引發(fā) , 但由于這類引發(fā)自由基的來源很可能是由超氧陰 離子自由基作為原初引發(fā)自由基而產(chǎn)生 , 所以超氧陰離子自由基是各種自由基 的引發(fā)劑。并且這種自由基也是體內(nèi)最通常的一種自由基 , 因而清除這種自由基 的累積 , 對(duì)防衰老和抗衰老有一定意義 5結(jié)論在SOD理論研究方面，不少問題還

11、未研究或者有待深入，如對(duì)SOD進(jìn)行化學(xué)修飾后,修飾酶的代謝過程及具體的毒副作用等方面都要深入研究。在SOD的應(yīng)用研究方面，也有一些問題急待解決。 如：在臨床應(yīng)用方面，要進(jìn)一步闡明SOD 在體內(nèi)的抗氧化過程 ， 要延長(zhǎng) SOD 在體內(nèi)的半衰期 ，減少其對(duì)機(jī)體的毒副作用等。 隨著 研究的深入和人民生活水平的日益提高 ， SOD 將會(huì)有更廣泛的應(yīng)用。參考文獻(xiàn)方允中， 李文杰. 自由基與酶 M . 北京： 科學(xué)出版社， 1989.陶明煊.藍(lán)綠藻同工酶類型與極大螺旋藻 Fe-SOD的研究D 南京：南京 師范大學(xué)生物系 ， 1997.王愛國(guó)， 羅廣華， 邵從本 ， 郭俊彥 . 植物的氧化代謝及活性氧對(duì)細(xì)胞

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