幾種抗氧化酶的作用

1、幾種抗氧化酶的作用作者：日期：一.超氧化物歧化酶（SOD）:超氧化物歧化酶，是一種新型酶制劑，是生物體內(nèi)重要的抗氧化酶，廣泛分布于各種生物體內(nèi)，如動(dòng)物，植物，微生物等。SCD具有特殊的生理活性，是生物體內(nèi)清除自由基的首要物質(zhì)。SOD在生物體內(nèi)的水平高低意味著衰老與死亡的直觀指標(biāo)；現(xiàn)已證實(shí)，由氧自由基引發(fā)的疾病多達(dá)60多種。它可對(duì)抗與阻斷因氧自由基對(duì)細(xì)胞造成的損害，并及時(shí)修復(fù)受損細(xì)胞。由于現(xiàn)代生活壓力，環(huán)境污染，各種輻射和超量運(yùn)動(dòng)都會(huì)造成氧自由基大量形成；因此，生物抗氧化機(jī)制中SOD的地位越來(lái)越重要！超氧化物歧化酶（SOD按其所含金屬輔基不同可分為三種，第一種是含銅（Cu）鋅（Zn）金屬輔基的稱

2、（Cu.ZnSOD）,最為常見的一種酶，呈綠色，主要存在于機(jī)體細(xì)胞漿中；第二種是含鎰（Mn）金屬輔基的稱（MnSOD,呈紫色，存在于真核細(xì)胞的線粒體和原核細(xì)胞內(nèi)；第三種是含鐵（Fe）金屬輔基的稱（FeSOD）,呈黃褐色，存在于原核細(xì)胞中。SCD是一種含有金屬元素的活性蛋白酶。超氧化物岐化酶（SOD能催化如下的反應(yīng)：O2-+H+-HO2+O,02稱為超氧陰離子自由基，是生物體多種生理反應(yīng)中自然生成的中間產(chǎn)物。它是活性氧的一種，具有極強(qiáng)的氧化能力，是生物氧毒害的重要因素之一。SCD是機(jī)體內(nèi)天然存在的超氧自由基清除因子，它通過(guò)上述反應(yīng)可以把有害的超氧自由基轉(zhuǎn)化為過(guò)氧化氫。盡管過(guò)氧化氫仍是對(duì)機(jī)體有害的

3、活性氧，但體內(nèi)的過(guò)氧化氫酶（CAT）和過(guò)氧化物酶（POD法立即將其分解為完全無(wú)害的水。這樣，三種酶便組成了一個(gè)完整的防氧化鏈條。目前，人們認(rèn)為自由基（也稱游離基）與絕大部分疾病以及人體的衰老有關(guān)。所謂的自由基就是當(dāng)機(jī)體進(jìn)行代謝時(shí),能奪去氧的一個(gè)電子，這樣這個(gè)氧原子就變成自由基。自由基很不穩(wěn)定，它要在身體組織細(xì)胞的分子中再奪取電子來(lái)使自己配對(duì)，當(dāng)細(xì)胞分子推陳出新一個(gè)電子后，它也變成自由基，又要去搶奪細(xì)胞膜或細(xì)胞核分子中的電子，這樣又稱會(huì)產(chǎn)生新的自由基。如，超氧化物陰離子自由基、羥自由基、氫自由基和甲基自由基，等等。在細(xì)胞由于自由基非?；顫?，化學(xué)反應(yīng)性極強(qiáng)，參與一系列的連鎖反應(yīng)，能引起細(xì)胞生物膜上

4、的脂質(zhì)過(guò)氧化，破壞了膜的結(jié)構(gòu)和功能。它能引起蛋白質(zhì)變性和交聯(lián)，使體內(nèi)的許多酶及激素失去生物活性，機(jī)體的免疫能力、神經(jīng)反射能力、運(yùn)動(dòng)能力等系統(tǒng)活力降低，同時(shí)還能破壞核酸結(jié)構(gòu)和導(dǎo)致整個(gè)機(jī)體代謝失常等，最終使機(jī)體發(fā)生病變。因此，自由基作為人體垃圾，能夠促使某些疾病的發(fā)生和機(jī)體的衰老。雖然自由基會(huì)對(duì)機(jī)體產(chǎn)生諸多危害，但是在一般的條件下人體細(xì)胞內(nèi)也存在著清除自由基、抑制自由基反應(yīng)的體系，它們有的屬于抗氧化酶類，有的屬于抗氧化劑。像SODB是一種主要的抗氧化酶，能清除超氧化物自由基，在防御氧的毒性、抑制老年疾病以及預(yù)防衰老等方面起著重要作用。SODIB專一地清除體內(nèi)有害的自由基，以解除自由基氧化體內(nèi)的某些

5、組成成分而造成的機(jī)體損害。如氧中毒、急性炎癥、水腫、自身免疫性疾病、輻射病等疾病都與活性氧的毒性有關(guān)。實(shí)驗(yàn)證明，SOD能夠清除自由基，因此可消除上述疾病的病因。此解毒反應(yīng)過(guò)程是兩步：第一步是，作為有害物質(zhì)的超氧陰離子在SOD勺作用下和氫離子反應(yīng)，生成另一種物質(zhì)一過(guò)氧化氫；第二步是，過(guò)氧化氫又在過(guò)氧化氫酶的作用下和氫離子反應(yīng)，最終生成了一種對(duì)人體無(wú)害的物質(zhì)一水。SOD的應(yīng)用領(lǐng)域很廣，主要分為兩大類，一是藥物類，主要集中在炎癥病患者，尤其治療類風(fēng)濕關(guān)節(jié)炎、慢性多發(fā)性關(guān)節(jié)炎、心肌梗塞、心血管病、腫瘤患者以及放射性治療炎癥病患者；二是生化制藥，作為一種生化酶制劑，廣泛應(yīng)用于臨床和科研上，可抗衰老，抗腫

6、瘤、調(diào)節(jié)人體內(nèi)分泌系統(tǒng)。并且SOD屬于人體內(nèi)自身就含有的一種抗氧化酶，（如蛋白酶、唾液淀粉酶等都屬于酶類），而抗氧化劑是一種單線補(bǔ)充。酶參與人體化學(xué)反應(yīng)，所有的新陳代謝都有酶類參與，所以它的起效和吸收是建立在人體化學(xué)反應(yīng)上的，而抗氧化劑真正生物利用率低，需要在體內(nèi)進(jìn)行轉(zhuǎn)化后才能被人體吸收利用，所以相同劑量的酶和抗氧化劑，酶的效果高于抗氧化劑的1000倍以上。故而具有著很好的應(yīng)用價(jià)值，其中在人體化學(xué)上的應(yīng)用有：抑制心腦血管疾?。C(jī)體的衰老與體內(nèi)氧自由基的產(chǎn)生與積累密切相關(guān)，SOD可清除人體內(nèi)過(guò)多的有害的氧自由，是對(duì)健康的有益的功效成分。具有調(diào)節(jié)血脂的保健作用，可預(yù)防動(dòng)脈粥樣硬化，預(yù)防高血脂引起的

7、心腦血管疾病。降低脂質(zhì)過(guò)氧化物的含量）、抗衰老（年齡的增長(zhǎng)和某些體外因素會(huì)造成機(jī)體和皮膚組織自由基產(chǎn)生超過(guò)機(jī)體正常清除自由基的的能力，從而使皮膚組織造成傷害，導(dǎo)致衰老。由于SOD能夠清除自由基，因而可以延緩衰老。人之所以會(huì)衰老，老化跡象一點(diǎn)一滴出觀，如色素沉淀、體力衰退、是因?yàn)轶w內(nèi)產(chǎn)生氧化作用，所謂“氧化作用”就類似于生銹，抗氧化劑的補(bǔ)充有助于降低氧化的速度，減慢衰老的腳步）、防治自身免疫性疾病（SOD對(duì)各類自身免疫性疾病都有一定的療效。如紅斑狼瘡、硬皮病、皮肌炎等。對(duì)于類風(fēng)濕關(guān)節(jié)炎患者應(yīng)在急性期病變未形成前使用，療效較好）、輻射病及輻射防護(hù)（該品可用來(lái)治療因放療引起的膀胱炎、皮肌炎、紅斑狼瘡

8、及白細(xì)胞減少等疾病，對(duì)有可能受到電離輻射的人員，也可注射SOD作為預(yù)防措施）、預(yù)防慢性病、抗疲勞（過(guò)多的自由基在體內(nèi)殘存，就猶如毒素蓄積在體內(nèi)一樣，會(huì)讓人容易疲勞、厭倦、注意力不集中、常常昏昏沉沉、打哈欠。SOD對(duì)上班族熬夜加班、學(xué)生應(yīng)付考試所產(chǎn)生的疲勞，在提振精神及集中注意力方面成效顯著，有助于工作績(jī)效的提升，及考試成績(jī)的進(jìn)步）、消除副作用。2 .過(guò)氧化物酶（POD）:過(guò)氧化物酶廣泛存在于植物體中，是活性較高的一種酶。它與呼吸作用、光合作用及生長(zhǎng)素的氧化等都有關(guān)系。在植物生長(zhǎng)過(guò)程中它的活性不斷發(fā)生變化。一般老化組織中活性較高，幼嫩組織中活性較弱。這是因?yàn)檫^(guò)氧化物酶能使組織中所含的某些碳水化合

9、物轉(zhuǎn)化為木質(zhì)素，增加木質(zhì)化程度，而且發(fā)現(xiàn)早衰減產(chǎn)的水稻根系中過(guò)氧化物酶的活性增加，所以過(guò)氧化物酶可作為組織老化的一種生理指標(biāo)。3 .過(guò)氧化氫酶（CAT）:過(guò)氧化氫酶，是催化過(guò)氧化氫分解成氧和水的酶，存在于細(xì)胞的過(guò)氧化物體內(nèi)。過(guò)氧化氫酶是過(guò)氧化物酶體的標(biāo)志酶，約占過(guò)氧化物酶體酶總量的40%過(guò)氧化氫酶存在于所有已知的動(dòng)物的各個(gè)組織中，特別在肝臟中以高濃度存在。過(guò)氧化氫酶在食品工業(yè)中被用于除去用于制造奶酪的牛奶中的過(guò)氧化氫。過(guò)氧化氫酶也被用于食品包裝，防止食物被氧化。過(guò)氧化氫酶存在于紅細(xì)胞及某些組織內(nèi)的過(guò)氧化體中，它的主要作用就是催化HQ分解為H2。與Q,使得HQ不至于與Q在鐵螯合物作用下反應(yīng)生成非

10、常有害的-OH;它還具有的作用是使過(guò)氧化氫還原成水：2H2。2=O2T+2HO。過(guò)氧化氫酶（CAT是一種酶類清除劑，又稱為觸酶，是以鐵嚇咻為輔基的結(jié)合酶。它可促使H2O2分解為分子氧和水，清除體內(nèi)的過(guò)氧化氫，從而使細(xì)胞免于遭受H2O2的毒害，是生物防御體系的關(guān)鍵酶之一。CAT作用于過(guò)氧化氫的機(jī)理實(shí)質(zhì)上是H2Q的歧化，必須有兩個(gè)HO先后與CAT相遇且碰撞在活性中心上，才能發(fā)生反應(yīng)。H2O濃度越高，分解速度越快。不僅如此，它還是一種穩(wěn)定的過(guò)氧化氫分解酶，能將過(guò)氧化氫分解成水和氧氣，而對(duì)纖維和染料沒(méi)有影響，因而漂白后染色前，通過(guò)HO2分解酶去除漂白織物上和染缸中殘留的過(guò)氧化氫，以避免纖維的進(jìn)一步氧化

11、和染色時(shí)染料的氧化。同時(shí)能縮短加工時(shí)間，減少水洗用水，降低廢水量。尤其對(duì)紗線、筒子紗和針織物更為適用。同樣，過(guò)氧化氫分解酶隨pH值和溫度的改變，其活力隨之變化，在pH7左右和3040C活性最大。過(guò)氧化氫濃度增大，會(huì)加快分解反應(yīng)速度，但必須注意當(dāng)濃度大于一定量時(shí),酶的作用將減弱，這樣過(guò)多的殘留H2O2對(duì)纖維和染料是不利的。所以不能因?yàn)橛辛薍bQ分解酶，就能任意地加大H2O2的用量。使用時(shí)，通常要注意H2O分解酶對(duì)常用表面活性劑和HQ穩(wěn)定劑的相容性，實(shí)際生產(chǎn)應(yīng)用pH為68,溫度2055C,酶用量510KCLU/升，時(shí)間1020min,對(duì)提高活性染料色澤鮮艷度很有利。幾乎所有的生物機(jī)體都存在過(guò)氧化氫

12、酶。其普遍存在于能呼吸的生物體內(nèi)，主要存在于植物的葉綠體、線粒體、內(nèi)質(zhì)網(wǎng)、動(dòng)物的肝和紅細(xì)胞中，其酶促活性為機(jī)體提供了抗氧化防御機(jī)理。CAT是紅血素酶，不同的來(lái)源有不同的結(jié)構(gòu)。在不同的組織中具活性水平高低不同。過(guò)氧化氫在肝臟中分解速度比在腦或心臟等器官快，就是因?yàn)楦沃械腃AT含量水平高。四.多酚氧化酶（PPQ:多酚氧化酶（PPO是自然界中分布極廣的一種金屬蛋白酶，普遍存在于植物、真菌、昆蟲的質(zhì)體中，甚至在土壤中腐爛的植物殘?jiān)隙伎梢詸z測(cè)到多酚氧化酶的活性。其又稱兒茶酚氧化酶，酪氨酸酶，苯酚酶，甲酚酶，鄰苯二酚氧化還原酶，是六大類酶中的第一大類氧化還原酶。它的共同特征是能夠通過(guò)分子氧化酚或多酚形成

13、對(duì)應(yīng)的釀。在廣義上，多酚氧化酶可分為三大類：?jiǎn)畏訂窝趸福ɡ野彼崦竧yrosinase,EC.1.14.18.1）、雙酚氧化酶（兒茶酚氧化酶catecholoxidse,EC.1.10.3.2）和漆酶（laccase,EC.1.10.3.1）。在這三大類多酚氧化酶中，兒茶酚酶主要分布在植物中，微生物中的多酚氧化酶主要包括漆酶和酪氨酸酶?，F(xiàn)在大部分文獻(xiàn)所說(shuō)的多酚氧化酶一般是兒茶酚氧化酶和漆酶的統(tǒng)稱。高等植物組織發(fā)生褐變主要是PPO活動(dòng)的2果。PPO催化單酚羥基化為鄰二酚，二羥酚氧化為鄰酶。酶聚合并與細(xì)胞內(nèi)蛋白質(zhì)的氨基酸反應(yīng)，結(jié)果發(fā)生黑色或褐色色素沉淀，最終導(dǎo)致水果、蔬菜等經(jīng)濟(jì)作物營(yíng)養(yǎng)丟失和經(jīng)濟(jì)損

14、失。PP。作為一種氧化還原酶還在光合作用中發(fā)揮作用。如調(diào)節(jié)葉綠體中有害的光氧化反應(yīng)速度，參與其中電子傳遞；PPO®可促進(jìn)傷口的愈合。也可增加植物對(duì)病原體的抗性。如煙草對(duì)炭疽病、黃瓜對(duì)黑星病、蘋果對(duì)輪紋病、棉苗對(duì)枯萎病菌、水稻對(duì)自葉枯病菌和細(xì)菌性條斑病以及番茄對(duì)小昆蟲的抗性等。PPO與水果和作物的褐變有關(guān)，為了防止水果褐變保持水果的新鮮性，生產(chǎn)上運(yùn)用多種方法來(lái)降低水果中的PPO含量,例如涂以抗壞血酸、檸檬酸為主劑的復(fù)合護(hù)色劑等。在植物（如蘋果、荔枝、菠菜、馬鈴薯、豆類、茶葉、桑葉、煙草等）組織中，PPO是與內(nèi)囊體膜結(jié)合在一起的，天然狀態(tài)無(wú)活性，但將組織勻漿或損傷后PPO被yS化，從而表

15、現(xiàn)出活性。在果蔬細(xì)胞組織中，PP潴在的位置因原料的種類、品種及成熟度的不同而有差異，綠葉中PPO活性大部分存在于葉綠體內(nèi)7;馬鈴薯塊莖中幾乎所有的亞細(xì)胞部分都含有PPQ含量大約與蛋白質(zhì)部分相同8;在茶葉中的PPO分為游離態(tài)和束縛態(tài)，前者主要存在于細(xì)胞液中屬可溶態(tài)PP。，而后者則主要存在于葉綠體、線粒體等細(xì)胞器中，與這些細(xì)胞器的膜系統(tǒng)或其他特異部位結(jié)合呈不溶態(tài)9,ThanarajS.N.（1990）研究了茶樹新梢中PPO活性及多酚含量對(duì)紅茶品質(zhì)的影響，發(fā)現(xiàn)PPO舌性強(qiáng)，多酚含量高，對(duì)紅茶品質(zhì)有利，相反則利于綠茶的生產(chǎn)；新鮮的蘋果中，多酚氧化酶幾乎全部存在于葉綠體和線粒體中。從這兩部分分別制備的P

16、PO,其底物專一性稍有差異。劉乾剛認(rèn)為，PP。在細(xì)胞內(nèi)除了存在于葉綠體及線粒體上外，細(xì)胞壁也可能存在PPO,且對(duì)發(fā)酵產(chǎn)生影響，細(xì)胞只要輕微破損便有PPO的作用。多酚氧化酶是一種質(zhì)體酶，有些研究人員認(rèn)為多酚氧化酶可能僅存在于質(zhì)體中，缺乏質(zhì)體的組織就不存在多酚氧化酶，例如篩管和篩胞等，但是有質(zhì)體的組織也可能沒(méi)有多酚氧化酶，如C4植物葉。含有質(zhì)體的植物組織不一定都存在多酚氧化酶，而多酚氧化酶一定在含有質(zhì)體的植物組織中。五.苯丙氨酸解氨酶（PAL）:苯丙氨酸解氨酶（PAL）廣泛存在于各種植物和少數(shù)微生物中，是植物體內(nèi)次生代謝的關(guān)鍵酶和限速酶，在微生物中可催化L-苯丙氨酸脫氨生成肉桂酸和氨。純化后的PA

17、L可以用于治療某些腫瘤，監(jiān)控苯丙酮尿患者血漿中的苯丙氨酸含量，治療苯丙酮尿患者，但其主要用途是催化反式肉桂酸轉(zhuǎn)化合成L-苯丙氨酸。L-苯丙氨酸是合成阿斯巴甜的主要原料，隨著阿斯巴甜的全球熱銷和反式肉桂酸生產(chǎn)成本的降低，利用PAL轉(zhuǎn)化反式肉桂酸合成L-苯丙氨酸的方法成為當(dāng)前生物化工領(lǐng)域研究的熱點(diǎn)。PAL存在于所有綠色植物中，已從水稻、小麥、玉米等多種植物中得到分離純化。真菌和藻類細(xì)胞中也存在PAL,近期一些研究人員在研究一種原核生物Streptomycesmaritimus時(shí)發(fā)現(xiàn)其含有PAL植物體內(nèi)的PAL主要分布在表皮下的細(xì)胞和微管組織細(xì)胞中，組織印跡顯示PAL的rnRNA常出現(xiàn)在表皮和微管附

18、近的組織細(xì)胞中。在亞細(xì)胞水平上，PAL主要分布在細(xì)胞質(zhì)和線粒體、葉綠體與乙醛酸體等細(xì)胞器中。Nakushima等通過(guò)電鏡技術(shù)對(duì)細(xì)胞亞顯微結(jié)構(gòu)進(jìn)行研究顯示PAL分散在細(xì)胞的基質(zhì)，存在于高爾基體囊泡和次生壁加厚層中。PAL是一種寡聚酶，分子量一般在220330kDa,是一種酸性蛋白。酶蛋白是由四個(gè)亞基組成，多數(shù)PAL有均一的亞基，分子量在5588kDaPAL亞基間的結(jié)合是非常牢固的，要把其亞基分開需要高濃度的尿素、氯化服或SDS-琉基乙醇。PAL的亞基被破壞后，進(jìn)行復(fù)性是非常困難的。不同生物體內(nèi)的PAL最適pH不同，一般介于8.09.5之間。除紅酵母的PAL在底物為NH+時(shí)的酶促反應(yīng)符合經(jīng)典的米氏方程外，大多數(shù)生物的PAL動(dòng)力學(xué)曲線不遵循米氏方程。各種來(lái)源的PAL的米氏常數(shù)（Km）不同，為10-410-2mmol/L之間。PAL具有別構(gòu)酶的特點(diǎn)，是一種典型的胞內(nèi)誘導(dǎo)酶。研究表明，在培養(yǎng)細(xì)胞中加入誘導(dǎo)物時(shí)，PAL基因的轉(zhuǎn)錄活性增高。L苯丙氨酸和L-酪氨酸或某些結(jié)構(gòu)類似物可誘導(dǎo)其從頭合成。對(duì)植物PAL的特性及其作用研究報(bào)道較多，自1961年,Koukol等首先