超氧化物歧化酶

✍ dations ◷ 2025-08-28 07:30:35 #超氧化物歧化酶
超氧化物歧化酶(英语:superoxide dismutase,缩写SOD)是一种能够催化超氧化物通过歧化反应转化为氧气和过氧化氢的酶。它广泛存在于各类动物、植物、微生物中,是一种重要的抗氧化剂,保护暴露于氧气中的细胞。超氧化物歧化酶所催化的超氧化物的歧化反应可以分为两步:其中,M可以表示Cu (n=1);Mn (n=2);Fe (n=2);Ni (n=2)。在此反应中,金属离子M的氧化态在n和n+1之间来回变化。结构 / ECOD结构 / ECOD结构 / ECOD结构 / ECOD超氧化物歧化酶由Irwin Fridovich(英语:Irwin Fridovich)和Joe M. McCord(英语:Joe M. McCord)首次发现,先前它们被认为是几个未知功能的金属蛋白质。超氧化物歧化酶以多个常见形式存在:它们以铜和锌、或锰、铁、或镍作为辅因子。在人体中(与其他哺乳动物和大多数脊索动物相似),超氧化物歧化酶也含有三类:SOD1定位于细胞质中;SOD2位于线粒体;SOD3则位于细胞外。SOD1为二聚体,而其他两类则为四聚体。SOD1和SOD3的活性位点含有铜和锌,而SOD2则含有锰。它们的基因分别定位于21号、6号和4号染色体(21q22.1, 6q25.3 and 4p15.3-p15.1)。超氧化物歧化酶能够清除超氧化物,保护细胞免受氧化损伤。超氧化物与非自由基的反应是自旋禁阻的。在生物学系统中,这就意味着它主要是与自身(歧化)或另一个生物学自由基(如一氧化氮)反应。超氧化物阴离子自由基(O2−)能够较快地(在pH=7时,反应速度为~105 M−1 s−1)歧化为O2和过氧化氢(H2O2)。但超氧化物能够与特定的分子(如NO自由基)以更快的速度反应,生成过氧亚硝酸根离子(O=N-O-O−),因此超氧化物歧化酶的催化作用就显得尤为重要。而且,超氧化物的歧化反应与其初始浓度的平方相关,因此虽然高浓度的超氧化物半衰期很短(比如0.1mM浓度下为0.05秒),但低浓度的超氧化物的半衰期相当长(0.1nM浓度下可达14小时)。相比较而言,超氧化物歧化酶催化的歧化反应对于超氧化物初始浓度只是一级反应,并且在所有已知酶中具有最快的转换数(与底物反应速率)(~7 x 109 M−1 s−1),因此反应速率的限制只是在于酶和超氧化物分子间的碰撞频率,即反应速率是“扩散限制性”的。超氧化物是细胞中主要的活性氧之一,因此超氧化物歧化酶发挥了关键的抗氧化剂的作用。超氧化物歧化酶具有重要的生理学作用,基因工程改造后的缺乏该酶的小鼠会患上严重的疾病。例如,缺乏SOD2的小鼠在出生后数天死于严重的氧化应激; 缺乏SOD1的小鼠具有广泛的病理特征,包括肝细胞癌(hepatocellular carcinoma)、与年纪相关的肌肉的质量加速减少、白内障提早发生以及寿命减少;缺乏SOD3的小鼠不表现出任何明显的缺陷并具有正常的寿命,然而它们更易于发生高氧损伤。 敲除任何一种超氧化物歧化酶的小鼠更易于死于超氧化物生产的药剂,如百草枯(paraquat)和敌草快(diquat)。缺少SOD1的果蝇具有显著缩短的寿命,而缺少SOD2的果蝇则在出生前就死去。在线虫中敲除SOD不导致严重的生理学紊乱。SOD1的敲除或缺失突变对于酿酒酵母在无氧环境生长非常有害,并导致后二峰生长期(post-diauxic lifespan)的显著缩短;而SOD2的敲除或缺失突变则会引起生长抑制并同样减少后二峰生长期。对于原核生物(包括大肠杆菌)中的SOD的缺失突变研究发现,缺少周质空间中的CuZnSOD会导致其毒性损失,因此SOD可能是新抗菌药物的潜在靶标。SOD1的突变可能导致家族性肌肉萎缩性侧索硬化症(简称ALS,一种肌肉萎缩症)。 SOD1的过量表达与唐氏综合症相关。SOD已经被证明对于结肠炎具有高效的治疗作用。用SOD治疗可以降低自由氧的生成和氧化应激,因而抑制了内皮活化,并表明控制黏附分子表达和白细胞-内皮相互作用的调控因子,如抗氧化剂,可能是治疗炎症性肠病的新方法。SOD也被用于制造化妆品,可用来清除能够对皮肤造成损害的自由基,例如减少乳腺癌放疗后的皮肤纤维化。 SOD之所以可以对抗纤维化,可能是通过将肌成纤维细胞还原为成纤维细胞。EC 1.1/2/3/4/5/6/7/8/9/10/11/12/13/14/15/16/17/18/19/20/21/22  · 2.1/2/3/4/5/6/7(2.7.10/11-12)/8/9  · 3.1/2/3/4(3.4.21/22/23/24)/5/6/7/8/9/10/11/12/13  ·

相关

  • 红霉素红霉素(拉丁语:Erythromycin)是一种大环内酯类的抗生素,可用于治疗呼吸道感染、皮肤感染(英语:skin infections)、衣原体菌感染(拉丁语:chlamydia infections),以及梅毒。本品也可用于
  • C00–D48ICD-10 第二章:肿瘤,为WHO规定的各类已发现的肿瘤。恶性肿瘤(C00-C97)淋巴、造血和有关组织的恶性肿瘤 (C81-C96)原位肿瘤 (D00-D09)良性肿瘤 (D10-D36)动态未定或动态未知的肿瘤(D37
  • 词库词库(英语:lexicon)是指一个人、一门语言或一门专业知识(如导航、医学等)所用到的词汇。 在语言学中,词库的概念专指该语言词位的清单。语言学的有关理论认为,人类的语言由两部分组
  • 咯血咳血又称为咯血,是一种症状,指肺或气管中的出血,经由咳嗽而吐出。多半是因为所吐出的痰中带有血丝而被发现。最常见的原因就是支气管炎、肺炎、肺肿瘤、肺结核等疾病。或是使用
  • 硫化氢硫化氢是无机化合物,化学式为H2S。正常是无色、易燃的酸性气体,氢又从水里逸出。硫化氢是急性剧毒物质,具有臭鸡蛋味,吸入少量高浓度硫化氢可于短时间内致命。低浓度的硫化氢对
  • 木灰草木灰是柴草燃烧后残留的灰烬物质,属碱性,碱性的主要来源是碳酸钾(K2CO3)。可用做无机肥料。在化学肥料普遍使用前,农家的草木灰是指由山草、禾秆和树枝等燃烧煮食后的灰烬,注意:
  • 下背痛下背痛(英语:low back pain,LBP),也称腰痛,是常见背部肌肉骨骼伤病(英语:Musculoskeletal disorder),对许多民众生活构成影响。疼痛感可能为钝痛感,也有可能成刺痛。下背痛可按照时程分
  • 重量在科学与工程学上,物体的重量指的通常是重力作用在它身上的力。重量是矢量,它的量(标量)一般用斜体 W {\displaystyle W} 表示。
  • 死亡丧钟死亡丧钟(英语:Death Knell)是教堂里在有人去世后敲响的三次钟中的第二次。以英国来说,它前面一个为Passing Bell(临终之钟),在临死时敲响;后面一个为Lych Bell或Corpse Bell(葬礼之
  • 麹菌属See List of Aspergillus species麹菌属(Aspergillus)是一个由几百种多细胞霉菌菌种所组成的菌属,在许多气候条件下皆可发现它们的踪影。麹菌属于1729年被皮耶尔·安东尼奥·米