大豆种子超氧化物歧化酶(sod)提取研究

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1、扬州工业职业技术学院毕业设计第一章绪论1.1超氧化物歧化酶的现状研究进展超氧化物歧化酶(SuperoxideDismutase,简称SOD)是一种源于生命体的活性物质，能消除生物体在新陈代谢过程中产生的有害物质。对人体不断地补充SOD具有抗衰老的特殊效果。超氧化物歧化酶（SuperoxideDismutase,EC1.15.1.1,SOD）是1938年Marn等人首次从牛红血球中分离得到超氧化物歧化酶开始算起，人们对SOD的研究己有七十多年的历史。1969年McCord等重新发现这种蛋白，并且发现了它们的

2、生物活性，弄清了它催化过氧阴离子发生歧化反应的性质，所以正式将其命名为超氧化物歧化酶。生物体的自由基来源有外源性和内源性两类。外源性自由基产生的主要原因是物理的或化学的因素，内源性自由基主要是由非酶反应和酶反应产生。一般来说，内源性自由基主要是指氧自由基及其活性衍生物。在正常生理情况下，机体通过自由基的产生与清除来维持一定的生理低水平的自由基浓度，这个浓度是处于动态平衡状态的，因为某些生理作用或生化反应中需要氧自由基如O2-,-OH等参与。但在某种病理情况下，自由基的产生与清除失去平衡，结果造成对机体的

3、损害。氧自由基〔oxygenfreeradicals，OFR)是一类非常活跃的不稳定的代谢物，能使一些重要的生物分子包括蛋白质、类脂和核酸发生改变。超氧化物歧化酶、过氧化氢酶、谷胱甘肽过氧化物酶等酶能调节OFR的水平，一些分子比如维生素E,A,C,K及硒、半胱氨酸和一些混合物等也能调节它的水平。增加OFR水平可造成这些代谢物的过表达或控制系统的损伤，从而导致诸如动脉粥样硬化、关节炎、纤维化、肺、心脏损伤、神经失调以及癌症等疾病[1]。近来医学上大量研究表明人体多种疾病如癌症、心脏病、中风、肺气肿、炎症的发

4、生、发展与恶化都涉及到氧自由基。特别是与O2-有直接关系。而作为其清除剂的SOD倍加受到人们的重视。SOD对自身免疫性疾病、放射病、肺炎、骨髓损伤，SOD与放疗联用治疗癌均有一定效果，以上研究SOD都来自动物血液及脏器。20世纪70年代以来，国内外学者先后从豌豆、菠菜、麦胚、大豆、黄瓜、红松、小白菜等十儿种高等植物中发现有SOD存在，且与多种逆境有关。高浓度SO2、O324扬州工业职业技术学院毕业设计持续低温与强光照都能诱发植物体内有过剩自由基的产生,SOD的下降。1.1.1SOD的种类与分布根据活性中心

5、所含金属离子的不同，SOD主要分为Cu·Zn-SOD,Fe-SOD和Mn-SOD3种[1]。Cu·Zn-SOD主要存在于真核细胞的胞液和叶绿体中，呈现蓝绿色，相对分子量约为32000。它由2个亚基组成，每个亚基各有1个Cu离子和1个Zn离子。Fe-SOD和Mn-SOD很相似，但是它们有明显的差异氨基酸以及对过氧化氢的敏感性。Fe-SOD多见于原核细胞及少数植物细胞中，为黄褐色，相对分子量是38700左右。它是由2个亚基组成的，每个亚基中各含1个Fe离子。紫红色的Mn-SOD在原核生物细胞及线粒体中也比较常

6、见，相对分子量在40000左右。原核细胞中的Mn-SOD是由2个亚基组成，而来自真核细胞线粒体中的Mn-SOD，是由4个亚基组成，且每个亚基各含有1个Mn离子。3种SOD在许多方面都有不同点，见表1。表13种常见的叙化物歧化酶(SOD)的比较项目Cu·Zn-SODFe-SODMn-SOD主要存在部位真核细胞的细胞质原核细胞及原核细胞和和叶绿体的基质中少数植物中真核细胞线粒体中颜色蓝绿色黄褐色紫红色亚基种类及数量2或4个相同的亚基2或4个相同的亚基2或4个相同的亚基亚基相对分子量16000230002300

7、090年代，人们又陆续从链霉菌属中发现了Ni-SOD和Fe·Zn-SOD，在牛肝中发现了一种Co-Zn-SOD等不同的SOD，这些都是少见的SOD[2]。24扬州工业职业技术学院毕业设计1.1.2SOD的结构1975年Richardson得到了Cu.Zn-SOD的三维结构Cal，发现它是由2个基本相似的亚基组成的二聚体，且每个亚基含有1个铜原子和1个锌原子。2个相同亚基之间通过非共价键的疏水相互作用而缔合，类似于圆筒的端面。Cu·Zn-SOD的单个亚基活性中心结构[3]见图1。图1，Cu·Zn-SOD的单

8、个亚基活性中心结构从图中可知Cu与4个来自组氨酸残基(His44，46，61，118)的咪哇氮配位呈现1个三角双锥畸变的四方锥构型,Zn则与3个来自组氨酸残基(His61，69，78)的咪哇氮和1个天门冬氨酸残基(Asp81)的梭基氧配位，呈畸变的四面体构型。Mn-SOD和Fe-SOD的结构则比较简单，且二者相似，每个亚基的活性中心金属离子，都是与1个水分子和3个组氨酸(His)残基及1个天门冬氨酸(Asp)残基的梭基氧配位，