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一、酶类自由基清除剂(一)超氧化物歧化酶(SOD)超氧化物歧化酶(SOD)是目前研究得最深入、应用得最广泛的一种酶类自由基清除剂。1.种类、结构及分布1968年,美国人McCord从牛红细胞中提取Cu·Zn的酶蛋白质,并发现它能催化O2-·歧化,所以把这种酶蛋白命名为超氧化物歧化酶,英文简称为SOD。SOD存在于几乎所有靠氧呼吸的生物体内,包括细菌、真菌、高等植物、高等动物和人体中。SOD是一类含金属的酶,按其所含金属辅基不同可分为含铜锌SOD(Cu·Zn-SOD)、含锰SOD(Mn-SOD)和含铁SOD(Fe-SOD)3种。第27页,共47页,星期六,2024年,5月Cu·Zn-SOD是最为常见的一种酶,主要存在于真核细胞的细胞质中或高等植物的叶绿体基质、类囊体内以及线粒体膜间隙中。在动物血液、牛肝、猪肝、牛心、豌豆、麦叶等动植物组织中均有存在,是目前应用最广泛的一类酶。Fe-SOD主要存在于原核细胞中,一些真核藻类甚至高等植物如银杏、柠檬、番茄等组织内也有存在。Mn-SOD主要存在于原核细胞和真核细胞的线粒体中,在植物的叶绿体基质、类囊体内也会存在,在人体肝脏中含量较高。第28页,共47页,星期六,2024年,5月2.理化及生物学特性SOD属酸性蛋白酶,对pH、热和蛋白酶水解等反应比一般酶稳定。又由于SOD属于金属酶,其性质不仅取决于蛋白质,还取决于结合到活性部位的金属离子。三类SOD的活性中心都含有金属离子。如采用物理或化学方法除去金属离子,则酶活丧失;如重新加上金属离子,则酶活又恢复。SOD是生物体内防御氧化损伤的一种十分重要的金属酶,对氧自由基有强烈清除作用,特别对于O2-·,SOD可将其催化歧化而生成H2O2和O2,故SOD又称为清除超氧阴离子自由基的特异酶。第29页,共47页,星期六,2024年,5月3.SOD的生理功能及应用SOD作为功能性食品基料的生理功能主要有:(1)清除体内产生的过量的O2-·,保护DNA、蛋白质和细胞膜免遭O2-·的破坏作用,延缓因自由基损害生命大分子而引起的衰老现象,如延缓皮肤衰老和老年斑的形成等;(2)提高人体对自由基外界诱发因子的抵抗力,增强机体对烟雾、辐射、有毒化学品及医药品的适应性;(3)增强人体自身的免疫力,提高人体对自由基受损引发的一系列疾病的抵抗力,如炎症、肿瘤、白内障、肺气肿等,治疗由于免疫功能下降而引发的疾病;(4)清除放疗所诱发的大量自由基,减少放射对人体其他正常组织的损伤,减轻癌症等肿瘤患者放化疗时的痛苦及副作用;因此,具有清除自由基功能的SOD就成为医学、食品和生命科学等领域研究的热点。第30页,共47页,星期六,2024年,5月SOD在医疗上的应用更是不胜枚举,它尤其对治疗关节炎和类风湿性关节炎疗效显著。此外,SOD对治疗癌症、肺气肿、白内障、糖尿病、贫血等疾病均有疗效。SOD在食品方面的应用也极为广泛,可作为功能性食品的功能因子或食品营养强化剂,有良好的抗衰老、抗炎、抗辐射、抗疲劳等保健强身的效果。国外把SOD作为食品添加剂应用到口香糖和饮料中。国内也开发出了多种强化SOD的食品,如SOD雪糕、SOD豆奶、SOD啤酒、SOD果汁饮料、SOD的酸奶和SOD口服液等。还可用富含SOD的原料加工制成功能性食品,如大蒜饮料、刺梨SOD汁等。在人们越来越注重健康饮食的今天,SOD将成为功能食品中的活跃分子。目前,SOD已广泛地应用于人们生活的各个方面。如深受女性消费者喜爱的化妆品中有大宝SOD、康妮SOD、SOD康舒达霜剂等。SOD添加于化妆品有明显的防晒效果和抗炎作用,可有效防止皮肤受电离辐射(如紫外线)的损伤。第31页,共47页,星期六,2024年,5月SOD应用的局限性主要有:(8个方面)(1)半衰期短。SOD的体内半衰期为6~8分钟,体外半衰期(25℃时)为9~10天。(2)代谢速率快。SOD在体内代谢速率极快,注射6小时后,90%以上的SOD降解为小分子而随泌尿系统排泄;(3)酶分子量大,在32000以上,透皮或透膜吸收困难,体内或细胞内作用弱;(4)酶制剂不宜口服,口服易被胃酸变性、胃蛋白酶和胰蛋白酶水解破坏,且SOD分子原形不易透过肠粘膜,因而难以发挥全身性药效作用;(5)大分子异性蛋白,不宜大剂量、长时间使用,否则会不可避免地出现某些过敏性变态反应,呈现明显的不良反应性变化;(6)对靶细胞或靶部位的亲和力低,药用趋向性不明显。因此,对疾病的疗效缺乏特异性作用;(7)酶的稳定性不高,对理化因素较为敏感,过高温度、过大剂量辐射、过长时间超声波、过强酸碱度、过多化学物质及变性剂、还原剂等均易导致SOD分子结构改变,酶活性丧失,形成不可逆性变化;(8)常规剂
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