超氧化物歧化酶(sod)的功能與應(yīng)用及生產(chǎn)方式!
超氧化物歧化酶(superoxide dismutase, sod) 是一種強(qiáng)氧化性、清除自由基金屬離子的蛋白質(zhì),作為生物體內(nèi)超氧陰離子自由基的清潔劑, 它廣泛存在于各類動(dòng)物、植物、微生物中, 是一種重要的抗氧化劑, 保護(hù)暴露于氧氣中的細(xì)胞。sod在防輻射、抗衰老、消炎、抑制腫瘤和癌癥、自身免疫治療等方面顯示出的功能, 在醫(yī)學(xué)、食品、化妝品等領(lǐng)域得到越來越多的應(yīng)用。sod主要有三種類型cu,znsod、mn-sod;fe-sod。
一、sod的基本功能
sod的主要功能是催化超氧陰離子自由基歧化為過氧化氫和氧,產(chǎn)生的超氧陰離子自由基是生物體內(nèi)正常的代謝產(chǎn)物。但是自由基的積累將使細(xì)胞膜的脂質(zhì)發(fā)生過氧化作用而引起膜裂變,導(dǎo)致細(xì)胞損傷甚至死亡。
sod是生物體內(nèi)最重要的且的自由基清除劑,維持機(jī)體代謝平衡。
另外,sod對(duì)治療心肌梗死、血管性心臟病、膠原病、新生兒呼吸困難綜合征、水腫、肺氣腫、氧中毒等疾病有顯著療效,還可治療銀屑病、皮炎、濕疹和瘙癢癥等多種皮膚病。
sod作為超氧陰離子自由基清除劑主要在延緩人體衰老、預(yù)防疾病、改善人體免疫力、作為食品及化妝品添加劑方面有極為廣泛的應(yīng)用。
sod作為個(gè)以超氧陰離子為其作用底物的酶被發(fā)現(xiàn)以來,已充分證明了其在防治與超氧自由基有關(guān)疾病方面的有效作用。當(dāng)機(jī)體超氧陰離子產(chǎn)生過多或sod濃度偏低時(shí),過量的超氧陰離子就會(huì)引起疾病,給以外源性sod即可有效地予以防治。
二、sod的生產(chǎn)方式
目前sod的生產(chǎn)方式主要有四種:
①利用動(dòng)物血液提取法,這是20世紀(jì)90年代以前的方法。這種方法存在交叉感染和過敏性反應(yīng)等風(fēng)險(xiǎn),歐盟已于1999年頒布法令,禁止從動(dòng)物血液中提取的sod用于人類的醫(yī)療和保健。
②從植物中提取。其提取方法主要有分步鹽析法、有機(jī)溶劑沉淀法和層析法等。但植物中sod含量較少, 提取工藝相對(duì)復(fù)雜, 這就使得sod生產(chǎn)成本相對(duì)較高。
③微生物發(fā)酵法生產(chǎn)sod。選育sod高產(chǎn)菌株進(jìn)行發(fā)酵生產(chǎn)一種是比較有效的方法。微生物發(fā)酵技術(shù)生產(chǎn)sod,不僅產(chǎn)量高,而且提取工藝簡單,因而能大幅度降低sod的生產(chǎn)成本。由于sod來源有限,異體蛋白免疫原性,受溫度和ph等影響不穩(wěn)定性,在應(yīng)用方面也會(huì)有很大限制。
④基因工程法是獲得應(yīng)用所需要sod產(chǎn)品有效途徑。近年來, 美國、日本、英國和德國相繼開發(fā)了微生物基因工程產(chǎn)品,并進(jìn)行了臨床實(shí)驗(yàn)。目前,國內(nèi)外在基因工程生產(chǎn)sod方面均取得了可喜的成果。
三、sod的研究應(yīng)用
近年來, sod在基礎(chǔ)研究和應(yīng)用研究上均取得實(shí)質(zhì)性進(jìn)步, 主要表現(xiàn)在醫(yī)療臨床、食品工業(yè)和化妝品中的廣泛應(yīng)用。
1、sod在醫(yī)療臨床中的應(yīng)用
由于自身就是生物體內(nèi)存在的酶,sod在醫(yī)療臨床中應(yīng)用具有先天優(yōu)勢,可以克服某些合成藥物帶來的副作用。sod在醫(yī)療臨床中的應(yīng)用范圍主要有:①延緩衰老,清除自由基,阻止自由基連鎖反應(yīng)的作用;②治療炎癥性疾病,如最近的研究表明cu/zn-sod是布魯士流產(chǎn)菌的抗體免疫原;③治療缺血-再灌性綜合癥,sod可明顯減輕對(duì)組織器官的損壞程度;④防治腫瘤和癌癥,抑制或加強(qiáng)sod作用均可以作為治療和預(yù)防腫瘤研究的思路和方法。
2、sod在食品工業(yè)中的應(yīng)用
sod進(jìn)行化學(xué)修飾和微膠囊化后,穩(wěn)定性大大提高,且本身活力也保持較高水平。因此極大地促進(jìn)了sod在食品工業(yè)中的應(yīng)用,主要有:①作為保健食品的有效成分,如作為添加劑加入保健品口服液、酸奶、啤酒等;②作為抗氧化劑,抑制過氧化酶的作用,如用于果蔬采后保鮮。
3、sod在化妝品中的應(yīng)用
作為化妝品的添加劑,sod的作用主要是:①有明顯的防曬效果,sod可有效防止皮膚受電離輻射的損傷;②有效防治皮膚衰老、祛斑、抗皺,起抗氧酶的作用;③有明顯的抗炎作用,對(duì)防治皮膚病有一定療效;④有一定的防治瘢痕形成的作用。研究證實(shí)外源性sod能夠滲入皮膚進(jìn)入體內(nèi)作用,且無不良反應(yīng)和過敏現(xiàn)象。
4、sod在農(nóng)業(yè)上的應(yīng)用
sod與植物生物和非生物脅迫抗性有很重要的關(guān)系。sod在植物基因工程中的應(yīng)用廣泛受到科研工作者的關(guān)注和重視,試圖通過轉(zhuǎn)sod基因技術(shù)來培育高抗逆農(nóng)作物新品種已成為國內(nèi)外研究熱點(diǎn)之一。
四、展望
目前,sod已在食品、日化、醫(yī)藥保健品以及農(nóng)業(yè)上展現(xiàn)了巨大的功能價(jià)值,sod的應(yīng)用主要技術(shù)瓶頸仍然是傳統(tǒng)的sod穩(wěn)定性較差, 很難在商品中長期保持活性。