超氧化物歧化酶(SOD)的发现及其应用

超氧化物歧化酶的应用研究进展一、本文概述超氧化物歧化酶（Superoxide Dismutase，简称SOD）是一种重要的抗氧化酶，广泛存在于生物体内，其主要功能是催化超氧化物阴离子自由基（O2-）的歧化反应，从而保护细胞免受氧化应激的损害。

近年来，随着生物技术和分子生物学的发展，超氧化物歧化酶的应用研究取得了显著的进展。

本文旨在综述超氧化物歧化酶在各个领域的应用研究进展，包括其在医学、农业、食品工业以及环境保护等领域的应用，以期为相关领域的研究提供参考和借鉴。

在医学领域，超氧化物歧化酶作为一种重要的抗氧化剂，被广泛应用于疾病的治疗和预防。

研究表明，超氧化物歧化酶能够清除体内的自由基，减轻氧化应激对细胞的损伤，从而起到抗衰老、抗疲劳、抗辐射等作用。

超氧化物歧化酶还被用于治疗一些与氧化应激相关的疾病，如心血管疾病、癌症、糖尿病等。

在农业领域，超氧化物歧化酶的应用主要集中在提高植物抗逆性和促进植物生长方面。

通过基因工程技术将超氧化物歧化酶基因导入植物体内，可以提高植物对逆境的抵抗能力，如耐盐、耐旱、耐寒等。

同时，超氧化物歧化酶还可以促进植物的生长和发育，提高植物的产量和品质。

在食品工业领域，超氧化物歧化酶作为一种天然的抗氧化剂，被广泛应用于食品的加工和保存过程中。

它可以有效地抑制食品的氧化变质，延长食品的保质期，同时保持食品的营养成分和口感。

在环境保护领域，超氧化物歧化酶也被用于处理一些环境污染问题。

例如，超氧化物歧化酶可以用于处理工业废水中的有害物质，减少其对环境的污染。

超氧化物歧化酶还可以用于土壤修复和生态恢复等方面。

超氧化物歧化酶作为一种重要的抗氧化酶，在各个领域都展现出广泛的应用前景。

随着科学技术的不断进步，相信超氧化物歧化酶的应用研究将会取得更加显著的成果。

二、SOD的结构与功能超氧化物歧化酶（Superoxide Dismutase，简称SOD）是一类广泛存在于生物体内的金属酶，其主要功能是催化超氧化物（O2-）的歧化反应，从而将其转化为过氧化氢（H2O2）和氧气（O2）。

SOD的应用及其现代制成品作者单位院系摘要：超氧化物歧化酶（SOD），是英文SuperoxideDismutase的缩写，是体内对抗自由基的第一道防线。

当我们身体吸入氧气进行新陈代谢，就会产生超氧阴离子自由基，若不予以消除，会在体内产生连锁反应，破坏我们的细胞，是人体老化及疾病的元凶。

正常情况下，体内自由基的产生和清除处于动态平衡。

机体在自由基清除不足和抗氧化能力下降的情况下，生物膜的氧化作用增强，体内氧化物增多。

而SOD对清除体内致病因子－超氧自由基有特效。

SOD复合酶是唯一能清除细胞中自由基的酶，自由基是带有不成对电子、原子或离子，其化学性质活泼，有极高的氧化性能，以夺取核酸、氨基酸等生物分子的电子，使这些物质性质演化成毒性更强的羟自由基，可导致机体的多种疾病。

机体的衰老、病变及辐射伤害都同自由基的形式有关，故SOD有抗衰老、抗辐射、消炎、抑制肿瘤和癌症的功能。

此外，SOD对胃病、气管炎、皮肤病、烧伤、脚气等都有独特疗效，对醒酒、亢奋精神、抗疲劳、恢复体力、减肥也有很好的效果。

关键词：SOD；发展历程；合成；应用；化妆品；保健品；引言有关调查表明，随着经济的高速发展，竞争日趋激烈，生活节奏逐渐加快，人类在追求高品质高质量生活的同时，更加注重自身的健康了，健康长寿已然是一种生活潮流。

然而，对于普通大众来说，去买一些高档的奢侈品，例如鲍参鱼刺，虫草燕窝，又诸如高档商场名贵的化妆品，还是药店的功能保健品·····似乎不太现实。

因而，寻求一种普通大众也能消费得起的且功效显著的替代品，是极其必要的。

早在二十世纪中期，McCord and Fridovich (1969)及Fridovich(1975)分别于牛红血球中发现SOD，并分别发表有关O2․–与SOD的生物学上意义 (McCord and Fridovich, 1970; Fridovich, 1986)一系列论文。

超氧化物歧化酶（SOD）检测的临床意义与应用一些研究表明，人体利用的氧气中约有1%～3%转化为O2－·[1]。

体内有98%的氧还原成水，1%～2%的氧还原为氧自由基[2]。

据估计人体内总自由基中约95%以上属氧自由基[3]。

可见超氧阴离子自由基（O2－·）很大程度地决定了总自由基的量[4]，在自由基中占有重要的地位[5]。

大量研究证明，体内过量的自由基会损伤蛋白质、细胞膜，促使细胞组织DNA突变，从而诱发或加速人体多种疾患的产生与恶化。

在辐射损伤、炎症和应急反应、肿瘤病变、再灌注损伤、衰老等多种情况下，多伴随自由基异常剧增。

超氧化物歧化酶是体内自由基－超氧阴离子自由基（O2－·）重要的清除剂。

（一）超氧化物歧化酶（SOD）超氧化物歧化酶（superoxide dismutase，SOD；ECl.15.1.1）是一类广泛分布于组织细胞内的金属酶，用于催化超氧阴离子自由基（O2－·）发生歧化反应，它对平衡机体氧化与抗氧化系统、免除自由基损伤起着至关重要的作用。

人体中SOD水平与自由基含量呈负相关，其水平的高低可间接反映机体内自由基的含量。

SOD广布于全身各组织，以肝含量最高，其次为肾和红细胞，红细胞由于携带氧气的功能和暴露在富氧的环境中，需要大量的SOD以消除可能产生的自由基。

尿、脑脊液、浆膜腔积液、精液、支气管肺泡灌洗液等各种体液中也含有SOD[6]。

超氧化物歧化酶—超氧阴离子自由基（O2－·）重要的清除剂（二）临床意义众多临床研究资料表明，由于氧容易接受电子导致氧自由基形成激增而过剩，发生过氧化损伤。

对氧需求高的器官如心、脑等人体生命重要脏器，因其缺血、出血性病伤或手术治疗过程中很容易发生严重的缺血再灌注继发（自由基）损伤。

有大量的临床研究证明，如不及时进行自由基清除干预，就会带来严重的后果。

以聂瑾的报告[7]举例说明：在其临床研究中，急性脑梗死（ACI）治疗组（实施自由基清除剂依达拉奉干预治疗）的总有效率90％，显效率66.7％，死亡数为0；对照组（未实施自由基清除干预治疗）的总有效率只有53.3％，显效率仅为33.3％，死亡1例，两组间有显著差异性。

一、超氧化歧化酶(SOD)简介超氧化物歧化酶（Superoxide Dismutase, 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。

超氧化物歧化酶Orgotein (Superoxide Dismutase, SOD)，别名肝蛋白、奥谷蛋白，简称：SOD。

SOD是一种源于生命体的活性物质，是一种新型酶制剂。

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。

它在生物界的分布极广，几乎从动物到植物，甚至从人到单细胞生物，都有它的存在。

SOD被视为生命科技中最具神奇魔力的酶、人体内的垃圾清道夫。

SOD是氧自由基的自然天敌，是机体内氧自由基的头号杀手，是生命健康之本。

全球118位科学家发表联合声明：自由基是百病之源，SOD是健康之本。

体内的SOD活性越高，寿命就越长。

二、超氧化物歧化酶（SOD）的化学修饰1、SOD修饰的原因超氧化物歧化酶（SOD）广泛存在于自然界一切生物体内，通过催化超氧阴离子自由基发生歧化反应，减轻或消除•O-2对机体的氧化或过氧化损害。

研究表明，机体的衰老、病变及辐射伤害都与自由基的形成和损伤有关，故SOD的应用有抗衰老、抗辐射、抗炎症、抗自身免疫性疾病、抑制肿瘤和癌症的功能。

研究还表明，SOD与胃病、帕金森综合症、老年痴呆症、心血管疾病等有着密切关系。

目前，在医药、食品、保健品、化妆品、美容等行业也已开始使用SOD。

SOD 具有许多独特的生物学特性和生理学功能，但天然的SOD稳定性较差，分子量较大，半衰期短，细胞膜通透性差，且多来源于异源性，具免疫原性，而限制了其在相关领域的应用。

2、SOD修饰改造的方法目前国内外已有很多的研究，化学修饰、基因重组、SOD模拟化合物,而以下则重点介绍的为化学修饰法.化学修饰大部分酶分子中可供修饰的功能基团主要是氨基、巯基、胍基、咪唑基、酚基、羟基和吲哚基等，SOD的修饰目前主要限于Cu，Zn SOD的氨基和胍基。

毕业论文文献综述生物工程SOD及其应用1 前言超氧化物歧化酶( SOD) 是一类广泛存在于动物、植物、微生物中的金属酶, 是化学生物界研究的热点之一。

本文介绍了动物、植物SOD 的制备工艺。

作为生物体内自由基的清洁剂, SOD 对生物体( 包括人体) 具有重要的功能作用。

2 SOD制备超氧化歧化酶简称SOD。

1938年Keilin从牛血中分离出的一种含Cu的血铜-使细胞色素C的蛋白，1953又从小牛肝、鲸肝分离出肝铜蛋白。

1968年发现O2还原受到一种蛋白因子抵制。

1969年McCwrd及Fridovich根据血铜蛋白、肝铜-歧化活性，故将此酶命名为超氧化物歧化酶。

蛋白、脑铜蛋白皆有O2SOD是生物体防御氧化损伤的重要金属酶类, 广泛存在于需氧生物, 耐氧生物, 以及某些厌氧微生物中。

2.1 从动物血液中提取SOD 在自然界中广泛存在, 关于SOD 的提取纯化工艺亦日臻完善, 从动物血液中提取纯化SOD, 其基本工艺如下: ( 以猪血为例) 新鲜猪血的预处理, 离心除去黄色血浆(用于凝血酶制备) , 红血球用0.9%氯化钠清洗两次, 接着加二倍量的水搅拌溶血0.5h, 然后在溶血液中缓慢加入0.25倍体积的95%乙醇和0. 15倍体积的氯仿, 搅拌15min, 离心除去血红蛋白的清液。

清液经丙酮沉淀后, 离心得沉淀, 沉淀溶于水, 然后在55～65℃进行热变, 15 min 后离心除去沉淀得清液, 清液再加丙酮进行第二次沉淀, 沉淀溶于水并透析过夜,透析液离心去沉淀上DEAE- SephadexA - 50层析柱, 然后用pH 7. 6, 2. 5～50 mmol.L- 1的磷酸钾缓冲液进行梯度洗脱, 收集具有SOD 活性峰的洗脱液, 洗脱液经离心超滤浓缩, 冷冻干燥即得淡蓝绿色成品[11]。

动物血来源SOD 的重要意义在于对人体抗炎有效, 而人SOD 则有时反而无效。

有研究证明,牛SOD 在很低的剂量就有抗炎作用, 此因注射的SOD 中的一部分结合于细胞壁外的半特异性位置, 从而防止自由基的进攻, 这种异源性SOD可为膜所固定, 从而比细胞外的游离酶更有效, 同源的人SOD 不被这些膜受体所识别, 故不能发挥其活性[12]。

超氧化物歧化酶的研究进展一、本文概述超氧化物歧化酶（Superoxide Dismutase, SOD）是一类重要的抗氧化酶，它在生物体内发挥着至关重要的角色，负责清除由氧代谢产生的活性氧自由基——超氧阴离子。

由于其在抗氧化防御系统中的重要地位，超氧化物歧化酶的研究一直是生物学、医学和农业科学等多个领域的热点。

本文旨在综述近年来超氧化物歧化酶的研究进展，包括其分子结构、生物学功能、表达调控机制、活性检测方法以及在疾病治疗和农业生物技术中的应用等方面。

通过深入了解和探讨超氧化物歧化酶的研究现状和未来趋势，以期为相关领域的研究提供有价值的参考和启示。

二、SOD的结构与功能超氧化物歧化酶（Superoxide Dismutase，简称SOD）是一种广泛存在于生物体内的金属酶，具有抗氧化和清除自由基的重要作用。

SOD的分子量因其来源和类型的不同而有所差异，但其基本结构都包含有一个或多个金属离子（如铜、锌、锰或铁）以及与之结合的氨基酸残基。

在结构上，SOD通常以同源或异源二聚体的形式存在，其活性中心包含有一个或多个金属离子，这些金属离子通过配位键与蛋白质中的氨基酸残基相连。

SOD的活性中心结构使其具有高效的催化活性，能够迅速将超氧阴离子自由基（O2-•）歧化为过氧化氢（H2O2）和氧气（O2）。

在功能上，SOD的主要作用是清除生物体内产生的超氧阴离子自由基。

超氧阴离子自由基是一种高度活性的自由基，可以引发一系列的氧化反应，导致生物大分子的损伤和细胞死亡。

SOD通过将其歧化为过氧化氢和氧气，从而有效地清除了超氧阴离子自由基，保护了生物体免受氧化应激的损害。

SOD还具有调节细胞信号转导、维持细胞稳态和增强免疫力等多种功能。

研究表明，SOD在抗氧化防御系统中起着关键作用，能够抵抗外源性和内源性氧化应激的影响，维护细胞的正常功能和生命活动的进行。

随着对SOD结构与功能的深入研究，人们发现不同来源和类型的SOD具有不同的催化特性、底物亲和力和组织特异性。

SOD与超级抗氧化物(SOD-like)资源开发及应用前景研究左有权前言超氧化物歧化酶(Superoxide Dismutase，SOD，EC．1．15．1．1)是生物学与医学美容学前沿的研究课题之一．1955年英国Harman博士最早提出衰老的自由基(free radical)学说。

1969年，美国J．M．McCord和Fridovich发现SOD 以来，人们已从动物、微生物和植物等各种生物体内分离到SOD．1985年与1989年国际SOD学术研讨会上，专家学者一致认为，深入进行SOD之研究具有理论、实际意义和应用价值，更吸引许多生物学家及医药界推动基础和临床医学的发展。

学术界为肯定Fridovich研究贡献，于1982年选为诺贝尔奖候选人，超氧化物歧化酶（SOD）的发现与研究在推动生命科学，尤其是自由基生物学的发展中起着十分重要的作用，在预防医学与抗衰老领域占据着重要的地位，而在国际上常称它为自由基生物学发展的一个里程碑。

近年来，医学专家经过一连串科学研究发现，最新抗氧化研究进展表明，人们越来越趋向于应用天然抗氧化剂，天然或其加工食品或生药中存在着许多抗氧化剂(Antioxidants)，而其中有一部份具有类似超氧化物歧化酶活性，可减少、清除体内的自由基。

因此，此类成份(分子)被称为超氧化物歧化酶类似物(SOD-like)。

SOD-like这种新型超级抗氧化剂新资源，对生物医学、抗氧化保护以及化妆品研发具有重要意义。

是21世纪预防医学的新主流。

本文对植物SOD与类SOD资源开发及应用前景研究作一综述。

一、概述SOD-like(超级抗氧化剂、活性样化合物，简称SOD-L)：是非酵素型的小分子超级抗氧化物质，其抗氧化作用是维生素E的50倍,维他命C的20倍，是耐热又稳定的超级抗氧化剂，它具有SOD的相似功能，也能促进人体内SOD的合成；更重要的是它不会轻易被人体胃酸破坏，有利于人体吸收和正常代谢；可以去除身体内会破坏细胞的自由基。

论超氧化物歧化酶（SOD)在化妆品中的应用与前景超氧化物歧化酶是清除自由基及抗氧化最重要的酶，是研究自由基生命科学的奠基石。

21世纪一直是生物学、医学、营养学领域的高、精、尖课题。

1938年Keilin等人首次从牛红血球中分离得到超氧化物歧化酶（Superoxide dism utase，EC1.15.1.1，SO D）开始，人们对SOD的研究已有80多年的历史。

1969年M cCord及Fridovich等人重新发现这种蛋白，并且发现了它们的生物活性，生物体内自由基与酶的关系才逐渐得到阐明。

SOD是迄今发现的最重要消除皮损及衰老病因“超氧离子自由基（O2-·）”的抗氧化酶，是体内唯一与自由基为抵物的清除剂，又是人体黑色素合成中起重要作用的酪氨酸酶酶抑制剂。

经过生物学长期的基本理论研究，确认SOD的补充对人体抗衰老有极大益处。

目前预防皮肤衰老、祛斑防皱的产品开发是化妆品工业备受关注及最热门的课题。

随着衰老奥秘的破解，以超氧化物歧化酶（SOD）为代表的生物酶类物质在化妆品开发中前景广泛。

1、自由基与皮肤衰老1999年美国加利福尼亚大学Lester Packer教授通过详实的试验揭示了存在于人体自身的奥秘，人体内存在自生的抗氧化剂，包括谷胱甘肽抗氧化酶（G S-H-PX），超氧化歧化酶（SO D），过氧化氢酶（Cat）及其他辅酶等，其中SOD是抗氧化酶系中最受重视的一类，这些酶被人体吸收后，会在体内形成抗氧化共生环，驻成人体内坚不可摧的防御系统。

正常生理条件下，机体内自由基的产生与消除处于动态平衡，这种平衡一旦被破坏，体内自由基防御酶（如过氧化氢酶、SOD）的活性将会降低，机体内消除自由基的能力明显减弱，导致过量自由基产生，由此造成组织细胞中生物大分子化学结构的破坏性变。

因此，会造成皮肤的衰老，主要表现在胶原纤维、弹性纤维和机质在形态与生理上的退化性变化，进而皮肤失去弹性、柔软性、出现皱纹、干燥角化和色素斑过量沉积等。

超氧化物歧化酶（SOD、国际生化委员会编号：1、15、1、1）是一种生物活性蛋白质，是人体不可缺少、重要的氧自由清除剂，也是目前为止发现的唯一的以自由基为底物的酶，所以在维护生物机体内自由基产生与清除的动态平衡中起极其重要的作用。

国际系生化委员会，美国联邦食品管理局称其为“抗衰因子”“美容娇子”。

在预防各种疾病，抗衰老防御物质中，SOD是最重要的关键酶。

科学实践证实，任何耗氧的有机体如果SOD减少，防御机制将减弱，造成养病的发生增多，氧自由期过剩增加了正常的代谢程序，因而衰老进程加速。

由于SOD对人类的重要性。

相关科学工作者经过三十多年的辛勤探索，一门新兴学说，自由基学说已趋成熟。

它正在生命科学的实践中发挥着重要的作用。

自由基医学证实，SOD具有极强的抗炎症、抗辐射、搞衰老，及美容作用，能治疗现代医学认为无法治疗的多种疾病，能有交的消除或减少色素沉着（包括雀斑、黄褐斑、蝴蝶斑、妊娠斑、老年斑、晒斑）皱纹，青春豆。

自由基医学研究表明，内源性氧自由基在机体中产生极不稳定的过氧化脂质（LPO）分解产生丙二醛（MDA），迅速歼击磷脂、蛋白质，破坏生命大分子（DNA），使机体各个脏器损伤和功能丧失，从而影响了细胞的功能，形成色素沉着，内源性氧自由基的大量产生，加之日光和使用不当的化妆品，产生的外源性氧自由基，使体表氧化，颜色逐渐加深，并不断积在表面，形成各种各样的色斑。

SOD是氧自由基的专一清除剂，内服一定量的异源SOD，提高细胞内SOD的含量和活性，能对生物体经由各种途径产生有强氧化作用的，对细胞及生命大分子破坏极强的氧自由基歧化为过氧化氢。

自我修复器官，调正内分泌。

阴断各种色斑，粉刺、皱纹的发生与发展。

外用一定量的异源的SOD，可在皮肤表层形成一种天然抗氧化防护层，一方面防止皮肤水份的蒸发，即保湿功能。

另一方面，它能有效的清除皮肤表层由代谢过程中产生的大量氧自由基。

并能给皮肤表层提供乳化的脂肪和水份，使面部皮肤更加滋润，色斑快速淡化，粉刺消退，皱纹减少。

sod生活中的运用
SOD生活中的运用
SOD（超氧化物歧化酶）是一种具有抗氧化功效的酶，它在生物体内起着抗氧化、消炎和修复细胞损伤等重要作用。

随着人们对健康意识的提高，SOD在日常生活中的运用也越来越广泛。

首先，SOD在保健品领域得到了广泛的应用。

许多保健品生产商将SOD提取制成口服液、胶囊等产品，用于改善人体的氧化应激反应，抗衰老、抗氧化等方面，受到了消费者的青睐。

其次，在美容护肤领域，SOD也被广泛运用。

许多护肤品添加了SOD 成分，可以帮助减缓皮肤老化的速度，修复受损肌肤，提高皮肤的抗氧化能力，受到了爱美人士的追捧。

此外，在食品加工领域，SOD也被用于保鲜。

由于SOD具有抗氧化作用，可以延长食品的保质期，因此许多食品加工企业将其添加到食品中，提高食品的品质和保鲜效果。

另外，在医疗领域，SOD也被用于治疗疾病。

一些药物中添加了SOD 成分，可以帮助患者减轻炎症反应，促进损伤组织的修复，提高治疗效果。

总的来说，SOD在生活中的运用已经成为了一种健康生活的趋势。

无论是在保健品、护肤品还是食品加工、医疗领域，SOD都具有重要的应用价值，为人们的健康和生活质量带来了极大的改善。

试卷题目：
1.SOD是一种具有什么功效的酶？
2.请举例说明SOD在生活中的应用。

3.你认为SOD在未来会有怎样的发展趋势？。

超氧化物歧化酶的应用研究进展超氧化物歧化酶（Superoxide Dismutase，简称SOD）是一种生物酶，具有消除生物体内超氧阴离子自由基的作用。

近年来，随着对其性质和作用机制的深入了解，超氧化物歧化酶在许多领域的应用研究取得了显著的进展。

超氧化物歧化酶是一种金属酶，包含铜和锌等金属离子，存在于生物体的各种组织中。

其主要功能是催化超氧阴离子自由基发生歧化反应，生成氧气和过氧化氢，从而消除体内的超氧阴离子自由基，保护细胞免受氧化应激损伤。

超氧化物歧化酶在医学、环保等领域有着广泛的应用价值。

在医学方面，超氧化物歧化酶可用于治疗和预防自由基引起的疾病，如炎症、动脉粥样硬化、癌症等。

它还可以用于缓解疲劳、抗氧化、抗衰老等领域。

在环保方面，超氧化物歧化酶可用于降解有机污染物，处理工业废水等。

近年来，超氧化物歧化酶的研究取得了许多重要进展。

在医疗方面，研究者们通过基因工程、蛋白质工程等技术手段，对超氧化物歧化酶进行改造和优化，提高了其稳定性和活性。

研究者们还发现了超氧化物歧化酶新的应用领域，如治疗帕金森病、阿尔茨海默病等神经退行性疾病。

在食品方面，超氧化物歧化酶可用于开发新型的食品添加剂，以延长食品的保质期，提高食品的营养价值。

在环保领域，超氧化物歧化酶的研究主要集中在降解有机污染物方面。

研究者们通过优化反应条件和酶的制备方法，提高了超氧化物歧化酶的降解效率。

超氧化物歧化酶在处理工业废水、农业残留物等方面也有着重要的应用价值。

随着科技的不断进步和研究的深入，超氧化物歧化酶的应用前景越来越广阔。

在未来，超氧化物歧化酶将在各个领域发挥更加重要的作用。

在医疗领域，随着个性化医疗和精准医疗的发展，超氧化物歧化酶的改造和优化将更加重要。

通过基因工程、蛋白质工程等技术手段，我们可以开发出更加高效、稳定的超氧化物歧化酶药物，以满足临床需求。

随着神经退行性疾病研究的深入，超氧化物歧化酶在治疗帕金森病、阿尔茨海默病等疾病方面的应用也将得到进一步拓展。