SOD酶修饰的原因.pdf

SOD 酶修饰的原因、方法及作用等超氧化物歧化酶 , 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1、SOD 酶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O2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 酶修饰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 ，ZnSOD 的氨基和胍基国内外已进行了大量的SOD 的化学修饰的研究工作， 并已取得了理想的结果 所用的修饰剂包括聚乙二醇(PEG)、右旋糖酐、玻璃酸、环糊精、低抗凝活性肝素、多糖类物质等 有些已投入生产， 但这些修饰的 SOD 还没有作为药物应用 在美国，已经进行了 PEG SOD 用于治疗脑外伤的Ⅲ期临床试验因此，从开发新药的角度，研究修饰 SOD 大有可为，如口服超氧化物歧化酶是经过修饰后能不被胃液破坏的 SOD 3、SOD 酶修饰的作用（1）聚乙二醇修饰 SOD 有学者为了解决 SOD 半衰期短，易受蛋白酶水解而失活， 分子量偏大， 不易透过细胞膜等问题， 尝试对 SOD 进行分子修饰， 国内外用水溶性高分子物质聚乙二醇(PEG)作为修饰材料，与SOD 分子表面赖氨酸残基上的εNH2缩合，形成无毒，无免疫原性，半衰期长的修饰物，其活化简单但回收率低。

动物实验结果显示，PEG 修饰的 SOD 较其他修饰的 SOD 对小鼠肌肉缺血再灌注损伤具有更好的保护用聚乙二醇层， 在酶表面形成屏障 , 保护该酶免受体内蛋白酶消化, 从而延长 SOD 在体内停留时间 蛋白质的表面抗原决定簇大多由亲水氨基酸组成，亲水性较强的赖氨酸残基是其中重要组分聚乙二醇是 SOD 非活性部位赖氨酸残基的化学修饰剂 Cu 、Zn-SOD 含 20个赖氨酸残基蛋白质表面抗原决定簇将部分地或全部地被掩盖 , 免疫原性因此下降2）多糖物质修饰 SOD 此类修饰剂主要为低抗凝活性肝素(LAAH)、羧甲基纤维 (CMC) ，羧甲基几丁质、硫酸软骨素 (CHS)和甘露聚糖 LAAH 和 SOD 一样, 都是体内氧自由基的天然清除剂，用 LAAH对 SOD 进行修饰，在 SOD 抗辐射和抗炎的应用中能发挥协同作用，且可以加强 SOD 的抗心血管疾病的能力 CHS广泛存在于人和动物软骨组织中, 具有防治冠心病，防治动脉粥样硬化、抗炎、抗肿瘤、加速伤口愈合的作用3）右旋糖酐修饰 SOD 右旋糖酐对 SOD 进行化学修饰已获得成功， 它是利用右旋糖酐分子结构中的羟基经过 BrCN或 NaIO4活化，形成有活性的衍生物，再与SOD 共价结合。

SOD经化学修饰后不仅保留了天然酶活性，而且在耐热、 耐酸碱及抗蛋白酶水解能力等方面明显优于天然酶， 特别是酶经修饰后大大延长了在体内停留时间，如天然牛血 SOD 的ｔ1/2 为 6 min，而右旋糖酐 SOD 、低分子聚蔗糖 (Ficoll)SOD 、高分子聚蔗糖 SOD 、聚乙二醇 SOD 的ｔ1/2 分别为 7、14、24、35h4）月桂酰氯修饰 SOD 国内均坤生物工程有限公司以低分子月桂酰氯为修饰剂，对 SOD 进行共价修饰，获得了半衰期长、比活高、稳定性强、无毒性、低分子量的月桂酰氯修饰SOD ，并进行了透皮吸收、稳定性等试验和化妆品应用效果的观察，结果表明LA SOD 的热稳定性显著高于未修饰SOD ，SOD 的修饰是通过将SOD 与月桂酰氯分子中存在的多个活性反应基团形成多点交联，使酶的天然构象产生“刚性”，不易伸展打开，同时减小酶分子内部基团的热震动，从而增强了酶的稳定性SOD 经月桂酰氯修饰后扩大了pH稳定范围， 这是由于修饰酶被 “固定”于更活泼状态，当基质 pH下降、上升时酶仍能保持这种活性状态，使催化剂功能不受影响另外，将同一浓度的LA SOD和天然 SOD 分别加入 10% 胃蛋白酶溶液，导致蛋白多肽键断裂，交联于 SOD 上的月桂酰氯能产生空间障碍， 阻挡蛋白水解酶接近SOD ，能“遮盖” SOD 分子敏感键遭破坏，说明其具有抗蛋白酶水解能力。

4、新的修饰方法的开发可以用合适的交联剂对体内的抗氧化酶系: SOD, CAT, 过氧化物酶 (POD)进行交联 , 以降低 H2O2 对 SOD 的底物抑制作用也可将SOD 与其他具有抗炎活性或抗血栓活性的酶结合, 发挥它们的协同效力。