超氧化物歧化酶及其模拟研究

超氧化物歧化酶 (SOD)作为一种生物活性酶 ,在治疗由氧化应激所导致的疾病方面有着非常广阔的应用前景 .本文综述了国内外近年来有关 SOD的存在和结构、SOD活性的测定及模拟等方面的研究进展 .     

超氧化物歧化酶及其生物工程研究动态

超氧化物歧化酶又称SOD(superoxide dismutase),是一种天然抗氧毒害的保护性酶.SOD与过氧化氢酶即CAT(catalase)共同作用能消除过量的氧自由基.它催化两个超氧化物自由基歧化为氧和过氧化氢,然后CAT催化过氧化氢还原为氧和水,消除氧自由基的毒害作用.人的机体由于某些病理或生理(如衰老)的原因,常出现因SOD骤减而导致自由基剧增,从而导致生物膜脂质过氧化、DNA链断裂、酶失活以及光合成受阻等多种有害的细胞学效应,使细胞的功能失常,机体出现各种自由基综合症,如衰老、炎症、辐射症等,因此补充SOD将有助于预防和治疗各类自由基综合症.目前SOD主要用来治疗类风湿性关节炎、皮炎、湿疹、瘙痒症、肺气肿、红斑性狼疮、老年白内障和氧中毒等.     

超氧化物歧化酶及其模拟化合物研究进展

本概述了不同种类的超氧化物歧化酶(Supemxide dismutase，SOD)的结构、理化性质及其在生命活动中的意义，介绍了超氧化物歧化酶模拟化合物设计的基本原理及目前研究的现状，展望了SOD及其模拟化合物应用前景。     

超氧化物歧化酶模拟物--铜(Ⅱ)氨基酸配合物的初步研究

为了获得具有较高超氧化物歧化酶(SOD)活性的物质,合成了铜(Ⅱ)甘氨酸配合物[Cu(gly)2]和铜(Ⅱ)谷氨酸配合物[Cuglu·H2O];对模拟物进行了红外光谱检测和元素分析,初步确定了它的分子组成;用改进的核黄素光还原氯化硝基四氮唑蓝(NBT)法测定了同一温度下不同浓度以及相同浓度不同温度下模拟物的活性,并与天然SOD的活性进行了比较.实验结果表明:合成的配合物在水溶液中具有显著的SOD样活性.     

超氧化物歧化酶的研究概况

超氧化物歧化酶（ＳＯＤ）是一种重要的金属酶，本文概述了ＳＯＤ的来源、种类、结构、性质、制备方法、活性测定、化学修饰和应用前景。     

铜锌超氧化物歧化酶模拟化合物的合成与活性研究

分别以三（2－苯并咪唑亚甲基）胺（NTB）和二（2－苯并咪唑亚甲基）胺（N3）为配体,合成了四种Cu,Zn超氧化物歧化酶（SOD）的模拟化合物[Cu(NTB)(ClO4)2.CH3OH.3H2O,Cu(NO3)2,NTB.2CH3OH.3H2O,Cu(NO3)2.N3.4CH3OH,Cu(ClO4)2.N3.6CH3OH.6H2O]并对它们进行了红外,紫外谱图表征,利用邻苯二酚氧化法检测了活性,活性数据值表明,配合物具有抑制O2-的活性,其中Cu(ClO4)2.N3.6CH3OH.6H2O的活性高于其它配合物,IC50＝4．34。     

铜、锌超氧化物歧化酶模拟化合物的合成、表征与活性研究

利用苹果酸、酒石酸分别与碱式碳酸铜(碳酸锌)反应合成了4种超氧化物歧化酶的模型化合物,进行了红外、紫外谱图的表征,利用邻苯三酚自氧化法检测了活性.活性数据表明,以酒石酸为配体的配合物具有抑制O2·-的活性,其数据分别为2.52与2.21.     

修饰Cu,Zn超氧化物歧化酶的分子动力学模拟

使用分子力学和分子动力学方法建造并优化月桂酸修饰Ｃｕ，Ｚｎ超氧化物歧化酶的结构，优化结构与晶体结构数据之间骨架均方根偏差０．１７０ｎｍ。并在溶剂存在的条件下，对修饰酶进行了分子动力学模拟和构象分析，讨论了其结构与性能的关系，认为月桂酸修饰链无序性带来的熵效应是提高修饰酶稳定性的主要原因。     

超氧化物歧化酶活力测定曲线的线性化研究

用从猪红细胞制备的ＣｕＺｎ－ＳＯＤ，采用黄嘌呤氧化酶－ＮＢＴ法，改良的邻苯三酚自经法，经典的邻苯三酚自氧化法，ＮＢＴ法还原法及肾上腺素自氧化法等５种方法，得到５条典型的酶活力测定曲线寻找到２种测活曲线直线化的数学处理方法，使ＳＯＤ测活工作变得简便。     

大蒜超氧化物歧化酶活性测定及某些性质研究

采用肾上腺素自氧化法蒜头ＳＯＤ进行活力测定及某些性质研究。结果表明：蒜头粗提取液富含ＳＯＤ，其比活力为４．６０２×１０＾ｕ／ｇ蛋白质；能被高浓度的ＫＣＮ、Ｈ２Ｏ２完全抑制，但对氯仿－乙醇液不敏感，说明此酶为Ｃｕ、Ｚｎ－ＳＯＤ。     

外界物质对血液超氧化物歧化酶活性影响的研究

本文对近年来国内外关于外界物质对血液超氧化物歧化酶(SOD)活性影响的研究进行了综述．得知三硝基甲苯、花粉和紫外线等导致血液SOD活性升高；高压氧、微波辐射、铅和锰等使血液SOD活性降低；同时对SOD活性改变的生理学意义和几种重要的SOD测活方法进行了比较全面的介绍．     

超氧化物歧化酶修饰产物结构和性能研究

以β-环糊精的链状衍生物和环状衍生物分别修饰超氧化物歧化酶(SOD),生成SOD的两种修饰产物。采用化学分析方法测定衍生物的醛基、修饰产物的自由氨基以及SOD的活性,并利用红外光谱表征衍生物和修饰产物的结构。对修饰产物的性能研究发现,超氧化物歧化酶经β-环糊精环状衍生物修饰后耐酸性提高了3.6倍,热稳定性也有所提高,而链状衍生物修饰的SOD热稳定性降低了37%。红外光谱分析显示,两种修饰产物的红外谱图中均带有相应的环糊精衍生物的特征吸收带,表明β-环糊精对SOD的修饰是成功的。     

PEG-磷酸盐双水相体系纯化Cu.Zn-SOD研究

利用聚乙二醇（PEG）与磷酸盐的合理配比组成的双水相体系能够使猪血超氧化物歧化酶（SOD）粗酶得到进一步纯化,研究结果表明,6％PEG-6000与24％磷酸盐（pH7,0）组成的双水相体系一次成相萃取,使猪血SOD粗酶的纯度提高3-5倍,活力回收70～95％,而且发现SOD在PEG／磷酸盐双水相体系中的分配行为有一定规律,使用双水相处理粗酶能有效、快速、大量使样品达到一定纯度．     

修饰超氧化物歧化酶的制备、性质及代谢

右旋糖酐用高碘酸钠氧化或溴化氰活化后,与SOD共价结合制得Dx(IO_4)-SOD和Dx(CN)-SOD(Ⅰ)。它们的活力保存分别为81%和70%。在抗热、抗酸碱和抗蛋白水解酶等能力均比天然SOD高。静脉注射天然SOD和Ⅰ,在小白鼠血浆中的半衰期分别为4.06和41.46分钟,Ⅰ的半衰期明显提高,清除率大大下降。     

酵母菌SOD发酵条件的研究

研究环境条件对酵母菌SOD发酵的影响。试验结果表明,初糖浓度、金属离子、pH值、装液量和培养时间等对酵母发酵的生物量和SOD含量有较大影响。在初步优化发酵条件下,细胞生物量为33 90g L,菌体SOD含量为1871 68U L,发酵液产SOD能力为6 34×104U L。     

鸭血红细胞SOD的初步分离纯化与部分性质

经氯仿-乙醇分级分离,丙酮沉淀的方法,从鸭血红细胞中得到粗Cu,Zn-SOD。结果表明丙酮沉淀比活力为664.48 U.mg-1,提纯倍数为20.29,SOD活性在30~70℃时变化不明显,但超过后急剧下降,50℃下热稳定性较低,在pH值为3~8之间基本保持稳定。     

FeSOD天然酶活性中心的理论研究

通过密度泛函理论计算,探讨FeSOD天然酶氧化态、还原态和失活态的活性中心的电子结构,揭示具有较高的结构稳定性和催化超氧阴离子的活性的原因.为FeSOD模拟化合物的分子设计提供了重要的信息.     

NiSOD天然酶活性中心量子化学研究

通过密度泛函理论计算了天然NiSOD氧化态(ox)/NiSOD还原态(red)的活性中心的电子结构.采用INDO/S方法计算了电子光谱,并与实验值进行了比较.从前线分子轨道及自然键轨道布居等方面揭示了S原子在催化超氧阴离子的活性中的作用,以及NiSOD具有较高结构稳定性的原因.结果表明:NiSODox/NiSODred分别以低自旋态为最稳定状态,计算值与实验结果一致.     

Structure and mechanism of copper, zinc superoxide dismutase

Copper, zinc superoxide dismutase (SOD) catalyses the very rapid two-step dismutation of the toxic superoxide radical (O-2) to molecular oxygen and hydrogen peroxide through the alternate reduction and oxidation of the active-site copper. We report here that after refitting and further refinement of the previous 2 A structure of SOD2, analysis of the new model and its calculated molecular surface shows an extensive surface topography of sequence-conserved residues stabilized by underlying tight packing and H-bonding. There is a single, highly complementary position for O-2 to bind to both the Cu(II) and activity-important Arg 141 with correct geometry; two water molecules form a ghost of the superoxide in this position. The geometry and molecular surface of the active site, together with biochemical data, suggest a specific model for the enzyme mechanism.