五超氧化物歧化酶.ppt

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1、第7章氧化还原酶（2学时，共6学时）主要内容：五、超氧化物歧化酶五超氧化物歧化酶超氧化物歧化酶（Superoxidedismutase，简称SOD,EC1.15.1.1）是一类含金属的酶。超氧化物歧化酶每克分子酶的氨基酸残基数在300个左右，它在生物界分布极广，广泛存在于需氧生物、耐氧生物及某些厌氧微生物中。SOD存在于几乎所有靠有氧呼吸的生物体内，从细菌、真菌、高等植物、高等动物直至人体均有存在。含SOD较高的天然植物有大蒜，其他如韭菜、大葱、油菜、柠檬和番茄等也含有。目前已知的SOD主要分为三类，即Cu-Zn-SOD，Mn-SOD和Fe-SOD。Cu-Zn-SOD主要存在于包括人类在

2、内的所有高等真核生物中，在真核细胞的细胞浆中分子量约为32000左右，呈兰绿色。Mn-SOD在高等生物的线粒体及细菌中均有发现，来自原核细胞的分子量约为48000，来自真核细胞线粒体的分子量约为30000，呈粉红色。Fe-SOD只存在于原核细胞，分子量约在38000左右，呈黄色。三类SOD可能具有不同的进化祖先。1催化机制超氧化物歧化酶的作用机制：催化超氧阴离子的歧化反应。O2¯+O2¯+2H　　　　O2+H2O2根据衰老的自由基学说，老化是自由基产生和清除发生障碍的结果。在生物体内由于作用外界和内在的因素，瞬间能产生大量的自由基。在正常情况下，产生和清除处于平衡状态。但随着机体的衰老，

3、清除内能逐渐减弱，这种平衡被打乱，多余的自由基就能通过多种渠道损害机体。交联聚合脂质过氧化物蛋白质导致胶原坚硬、长度缩短、失去膨胀力不溶性蛋白质皱纹和老年斑是如何产生的？氧自由基多价不饱和脂肪酸丙二醛与磷脂酰乙醇胺交联氧化酶黄色色素棕褐色色素与蛋白质、胺类或脂类结合超氧化物歧化酶是专一清除氧自由基的清除剂。SOD能清除O2¯，同时生成H2O2，H2O2可被过氧化氢酶清除生成H2O和O2。所以，SOD可清除机体代谢过程中所产生的过量O2¯，延缓由于自由基侵害而出现的衰老现象。2理化性质当SOD受到外界各种因素，如温度、pH、氰化物、变性剂和电离辐射等的影响，其分子结构和酶活性都会发生变化。

4、2.1热稳定性：超氧化物歧化酶是一种金属蛋白，它对热表现出异常的稳定性。实验证明，超氧化物歧化酶在55℃/15~30分钟，60℃/10~25分钟或65℃/10~15分钟的条件下，酶活性的变化不大。加热至75℃时，其酶活性几乎不会丧失。在离子强度非常低时，即使加热至95℃其酶活性丧失亦很小。牛红细胞中Cu-Zn-SOD的Tm为83℃，这是至今为止发现热稳定性最高的球蛋白之一。室温下保藏9个月，酶活存留率为60%；保藏一年为51.2%。SOD的热稳定性有种族差异，如大鼠肝中的Mn-SOD不耐热，但从人肝和鸡肝得到的Mn-SOD却很耐热，即使在65~70℃加热数分钟，它的活性也丧失很少。2.2

5、pH的影响：pH的改变会引起酶蛋白与金属辅因子结合状态的改变。实验表明，天然的Cu-Zn-SOD在pH3.6时，95%的Zn会脱落，在pH<6.0时，Cu的结合位点要移动，当pH>12.2时酶的构象会发生变化，但总的来说，SOD对pH并不敏感，通常在pH5.3～9.5范围内对酶活性影响不大。2.3对氰化物的敏感性：实验表明，不同种类的SOD对氰化物的敏感性是不同的。所有的Cu-Zn-SOD都对氰化物敏感，相反Mn-SOD却抗氰化物。SOD的这个特性已用于临床诊断。在大多数情况下，正常细胞和肿瘤细胞之间在Mn-SOD活性变化上有差异，肿瘤细胞内的SOD要比正常的低得多。因此能否把Mn-SO

6、D的含量变化做为一个指标用于肿瘤诊断这是一项有意义的工作。2.4金属辅因子Cu-Zn-SOD中Cu与Zn的作用是不同的，Zn仅与酶分子的结构有关，而与催化活性无关，而Cu却与催化活性有关。透析去Cu，则酶活性全部丧失，一旦重新加入，活性恢复。Mn和Fe与Cu一样分别对Mn-SOD和Fe-SOD的催化活性具有作用。2.5变性剂和还原剂在SOD的变性剂中，研究最多的是尿素、SDS和EDTA。实验表明，牛血SOD在含有SDS、EDTA的6M尿素溶液中加热，活性丧失很快。但在8M尿素溶液中SOD相当稳定。还原剂如巯基乙醇主要作用于-SH或二硫键，当加入巯基乙醇后SOD就会解聚。这已在人、牛和麦胚

7、中的Cu-Zn-SOD中得到证实。SOD的解聚会导致酶活性的降低。2.6电离辐射电离辐射会产生超氧阴离子，SOD能清除超氧阴离子，所以SOD具有抗辐射作用。实验表明，SOD通过辐照后，除酶本身活性降低外，它的许多理化性质如电子图谱、紫外吸收、电子核磁共振以及铜、锌的含量等都会发生变化。Mn-SOD和Fe-SOD经电离辐射后，金属辅助因子Mn和Fe会脱落，从而导致酶活性的丧失。3生理功能3.1SOD是特殊的氧自由基清除剂随着年龄的增长