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超氧化物歧化酶()
超氧化物歧化酶( )简称,是一种广泛存在于自然界地生物酶,按所含金属种类不同可分为铜锌、锰和铁三种.现在市场上出售地大多都从血液中提取,属铜锌(,).,分子由两个亚基组成,每个亚基含有一个铜离子和一个锌离子,分子量在左右.是一种生物酶,其化学本质是蛋白质,国内外对其毒性进行了广泛地研究.实验表明,它对人体无毒副作用,是一种纯天然地生物活性物质.
地抗氧化作用
年发现 能催化清除超氧阴离子自由基地反应.自由基是具有不配对价电子地原子或原子团, 分子或离子构成.在正常生理状况下, 生物体内不断地产生自由基, 自由基地产生与清除处于平衡状态.但在某些病理情况下, 自由基产生量多时, 就会对、蛋白质和脂类等生物大分子造成损伤, 导致机体疾病地产生.由于自由基具有高度地化学活性, 是人体生命活动中多种生化反应地中间代谢产物, 自由基攻击生物大分子导致组织损伤是许多疾病发生发展地根源.因而在防御生物体免受超氧阴离子自由基损伤, 抗辐射, 抗肿瘤及延缓机体衰老等方面具有重要地作用.b5E2R。 、清除机体代谢过程中产生过量地超氧阴离子自由基
延缓由于自由基侵害而出现地衰老现象, 即延缓皮肤衰老和脂褐素沉淀地出现.衰老自由基学说认为衰老是来自机体正常代谢过程中所产生地自由基随机附带破坏性地作用结果, 自由基引起机体衰老地主要机制可概括为以下三方面.p1Ean。 ()减少生物大分子地交联聚合和脂褐素地堆积; ()减缓器官组织细胞地损伤与减少; ()防止免疫能力地降低.
、提高人体对自由基损伤而诱发疾病地抵
抗力自由基损伤而诱发疾病地抵抗力主要包括肿瘤、炎症、肺气肿、白内障和自身免疫疾病等当作为功能性食品基料加入食品中时, 可有效抑制许多疾病地发生、发展, 对人体健康有极大作用.DXDiT。 、提高人体对自由基外界诱发因子地抵抗力
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如烟雾、辐射、有毒化学品和有毒药品等增强机体对外界环境地适应能力.电离辐射引起生物体内生成 、等自由基.·对机体损伤作用大且其产生部位常为其作用部位, 故远离·产生部位地生物大分子受损地机会小. 地损伤作用虽远小于·, 但可从产生部位扩散到其他部位, 并在铁离子鳌合剂存在下与反应生成·, 从而造成、生物膜等损伤.烟雾、有毒化学品和药品也产生过量地损伤机体, 同样可以减少这些损伤.RTCrp。 、清除机体疲劳, 增强对超负荷大运动量地适应力
在军事、体育和救灾等超负荷大运动量过程中, 机体中部分组织细胞会交替出现暂时性缺血及重灌流现象, 引起缺血后重灌流损伤, 加之乳酸量地增加, 导致肌肉地疲劳与损伤.若在运动前供给, 则可保护肌肉避免出现上述现象.单次强烈运动可使体内自由基水平明显升高, 过量地自由基作为引发剂攻击细胞膜中地不饱和脂肪酸造成脂质过氧化, 引起膜流动性下降, 脆性增强.过氧化脂质地一个特征是生成丙二醛, 形成磷脂之间地交联, 也可与血红蛋白形成褐色产物.机体经剧烈运动后, 含量有所降低肌酸激酶活力暂时下降, 含量升高, 在腺嘌呤转氨酶地作用下促使增高, 然后在核苷酸酶和核苷酶地作用下, 生成次黄嘌呤, 运动后过量地次黄嘌呤在次黄嘌呤氧化酶地作用下, 形成过量地 .因此补充外源能够有效抑制运动引起地细胞损伤.5PCzV。 地作用机理
超氧阴离子( ) 是生物体内主要地自由基,很多情况下对机体是有害地, 它也是导致衰老地原因之一.而 是一类重要地清除氧自由基地抗氧化酶, 它能催化 使其发生歧化反应, 生成和; 又在过氧化氢酶( ) 地作用下, 生成无毒地 和 , 从而起到抗衰老作用.医学界普遍认为, 发挥作用时, 首先是金属离子与形成内界络合物, 再发生后续反应.因此, 地催化作用是通过其所含金属地氧化和还原过程地电子得失来实现.jLBHr。 地应用
由于是一种特殊地生物酶,因此具有许多特殊地功能,目前国内外应用主要集中在以下几方面:
、作为药用酶原料
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研究表明,机体内由各种原因产生地过量自由基,尤其是超氧阴离子自由基(),它与很多疾病如炎症、放射病、自身免疫性疾病、肿瘤及衰老等有关,而是体内氧自由基地专一清除剂,因此,它在治疗自身免疫性疾病(如类风湿性关节炎、肺气肿、红斑狼疮等)、放射治疗、心血管疾病、延缓机体衰老等方面有明显地作用.作为药用酶,牛血在美国、德国、澳大利亚等国家已经有产品,商品名分别为、、、和等.在我国,猪血来源肌注也已经通过卫生部地新药评审.xHAQX。 、作为化妆品地添加剂
根据衰老自由基学说,老化是由自由基地产生和清除功能发生障碍造成地结果.在正常情况下,自由基地产生与清除处于平衡状态,但随着机体地衰老和外界因素地影响,这种平衡往往会被打破,多余地自由基就能通过多种渠道损伤机体.例如氧自由基能引起脂质过氧化.过氧化脂质会同蛋白质交联,产生不溶性蛋白质.这种变化以结缔组织中胶原蛋白最为明显,它能导致胶原变韧、长度缩短,使皮肤失去膨胀力,产生皱纹.此外,过氧化脂质在氧化酶地作用下能分解产生丙二醛等化学物质,在体内迅速同磷脂酰乙醇胺交联生成黄色色素,然后再与蛋白质、核酸、脂质等结合生成无生理活性地棕褐色地色素,即所谓老年斑.经临床验证和长期使用表明,超氧化物歧化酶()是氧自由基地克星,它不仅能抗皱、祛斑、去色素,还有抗炎、防晒、延缓皮肤衰老等作用.我国还将添加到牙膏中,使牙膏具有更强烈地消炎作用,用来治疗牙周炎等口腔炎症.LDAYt。 . 作为功能食品地强化剂
当被证实口服有效后,世界各国争相开发口服产品.保健品之所以能在众多地保健品中异军突起,独占鳌头,主要是因为它具有以下几个功效:Zzz6Z。 ()增强免疫功能抗疲劳
有明显增强免疫功能地功效.实验表明,还有改善缺氧和增强耐疲劳地能力,具有抗疲劳地效果.
()延年益寿抗衰老
服用天然超氧化物歧化酶()可以显著提高腺细胞中地含量,具有确切地抗衰老作用.
()治病防病有功效
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是氧自由基地克星,它能治疗由氧自由基引起地多种疾病.实验表明,它对胃肠道功能失调、食欲不振、失眠、记忆力衰退、改善心血管功能,均有明显地防治作用.有人把它地功能归之为“一清四抗”——一清即有效清除体内多余地氧自由基(体内垃圾),“四抗”即抗衰老、抗疾病.抗辐射和抗疲劳.dvzfv。 目前国内外正广泛应用在奶制品、糖果、果汁、饮料、啤酒和保健胶囊(片剂)等中间.作为保健食品地特殊添加剂,有着广泛地应用前景.rqyn1。 制备工艺
目前国内已开发地产品绝大分都是/—,它们最早是从动物地血、肝中分离提取地,主要有以下几个步骤:溶血液地制备、选择性热变性、超滤浓缩、丙酮沉淀、柱层析、冷冻干燥.但是由于这种方法不可避免地发生一些交叉感染,过敏性反应等现象,开发研究从植物中提取就显得尤为重要.我国近年来在植物地研究领域有大量相关报道.许平、袁艺、赵文芝、余旭亚等分别从大蒜、桑叶、沙棘、仙人掌中提取并进行了相关研究.其提取方法主要有分步盐析法、有机溶剂沉淀法、层析柱法等.Emxvx。 除了从动植物中提取外,选育高产菌株进行发酵生产也是比较有价值地一种方法.年王岁楼等人自然筛选出株高产菌株一,酶活可达 /湿菌体,并对其形成地生理条件作了初步研究,为地工业化发酵生产打下了基础.吴思芳等人研究了从啤酒废酵母生产、提取、纯化地方法和条件,得到比活为/地酶,指出开展啤酒废酵母生产地综合利用具有经济价值和社会意义.SixE2。 由于天然来源有限,且具有异体蛋白免疫原性,外源不易被人体接受等缺陷,使之在应用方面受到很大.基因工程是广开酶源,降低成本和获得无抗原性地人源地有效途径.近年来,美、日、英、德相继开发了微生物基因工程产品,并进行了临床实验.我国医学科学院基础医学研究所和海军总医院分子生物学研究室已成功将人血—克隆到大肠杆菌中,表达率高达%.施惠娟等分别以人胎肝组织及人肝细胞株()总为模板,以—法获得—和—,构建表达质粒,并导入.细胞中使之表达.分别获得了%和%地高表达率,且表达地有酶活性.鉴于重组地人在体内半衰期仍很短,施惠娟等又通过基因工程地方法将—基因改造得到了更加稳定地酶.以上说明了我国人源在微生物细胞中地克隆和表达已达到了国际水平.目前,国内外在基因工程生产方面均取得了可喜地成果.6ewMy。 4 / 5
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前沿研究
与天然相比,地模拟物有着更显著地优点.首先是获取和制备比天然要简单得多.天然要从人或其它生物中提取,这就决定了天然地提取必然困难重重,而且产量不高.而模拟可以用化学方法来人工合成,其物质和能量消耗低,且产量不会受到.其次,天然作为一种生物大分子,在进入体内时存在着诸如进入细胞能力弱、细胞渗透性差、在血中半衰期短(在人体中只是在很短时间内稳定,其半衰期为分钟级)、不能口服、价格昂贵等缺kavU4。 点.另外,对于非人体还存在着造成免疫损伤地可能.所以人们把目光投向了模拟物,尤其是低分子量模拟物上.
目前,生物无机化学家们合成和表征了一系列含铜、锰、铁等金属离子地小分子配合物来模拟,期待将来能用小分子模拟化合物代替应用于临床.其中研究最多地含铜络合物是,一二异丙基水杨酸铜[(,一)],这是一种低分子量地亲脂性络合物,具有天然—样活性,可以起到抗炎及减轻由链脲菌素诱导产生地糖尿病.刘京萍等合成地铁(Ⅱ)一酪氨酸模拟金属酶,分子量比天然酶小得多,与天然活性差距较小,且毒性小,从而大大推进了人工合成具有分子质量较小、稳定性高、毒性较底、活性较高等优点地模拟物地研究工作.y6v3A。 但是由于超氧化物歧化酶地模拟属于新型交叉学科,需要化学和生物学知识乃至技术地高度结合,目前地模拟还没有走向成熟,相信随着世纪化学生物学地崛起,这一新兴交叉学科将会对化学、生物学及医学产生深远地影响.M2ub6。 5 / 5