SOD的现代化应用

SOD 的应用及其现代制成品 作者 单位院系 摘要 超氧化物歧化酶 SOD 是英文 SuperoxideDismutase 的缩写 是体内对抗自由基的第一道防线 当我们身体 吸入氧气进行新陈代谢 就会产生超氧阴离子自由基 若不予以消除 会在体内产生连锁反应 破坏我们的细胞 是人体 老化及疾病的元凶 正常情况下 体内自由基的产生和清除处于动态平衡 机体在自由基清除不足和抗氧化能力下降的情 况下 生物膜的氧化作用增强 体内氧化物增多 而 SOD 对清除体内致病因子 超氧自由基有特效 SOD 复合酶是唯一能 清除细胞中自由基的酶 自由基是带有不成对电子 原子或离子 其化学性质活泼 有极高的氧化性能 以夺取核酸 氨 基酸等生物分子的电子 使这些物质性质演化成毒性更强的羟自由基 可导致机体的多种疾病 机体的衰老 病变及辐射 伤害都同自由基的形式有关 故 SOD 有抗衰老 抗辐射 消炎 抑制肿瘤和癌症的功能 此外 SOD 对胃病 气管炎 皮 肤病 烧伤 脚气等都有独特疗效 对醒酒 亢奋精神 抗疲劳 恢复体力 减肥也有很好的效果 关键词 SOD 发展历程 合成 应用 化妆品 保健品 引言 有关调查表明 随着经济的高速发展 竞争日趋激烈 生活节奏逐渐加快 人类在追求高品质高质 量生活的同时 更加注重自身的健康了 健康长寿已然是一种生活潮流 然而 对于普通大众来说 去 买一些高档的奢侈品 例如鲍参鱼刺 虫草燕窝 又诸如高档商场名贵的化妆品 还是药店的功能保健 品 似乎不太现实 因而 寻求一种普通大众也能消费得起的且功效显著的替代品 是极其必 要的 早在二十世纪中期 McCord and Fridovich 1969 及 Fridovich 1975 分别于牛红血球中发现 SOD 并分别发表有关 O2 与 SOD 的生物学上意义 McCord and Fridovich 1970 Fridovich 1986 一系列论文 七十年代末至八十年代初掀起一股 SOD 与氧代谢的分子生物学方面之一系列创造性的研究 热潮 谓之为东方 SOD 研究热 这股 东方研究热 并没有退却 随着进一步的深入研究 发现 SOD 的 用途远远不止前人所已经发现的 SOD 的持续研究将是十分必要且有现实意义的 正文 超氧化物歧化酶 SOD 是英文 SuperoxideDismutase 的缩写 是体内对抗自由基的第一道防线 当我们身体吸入氧气进行新陈代谢 就会产生超氧阴离子自由基 若不予以消除 会在体内产生连锁反 应 破坏我们的细胞 是人体老化及疾病的元凶 正常情况下 体内自由基的产生和清除处于动态平衡 机体在自由基清除不足和抗氧化能力下降的情况下 生物膜的氧化作用增强 体内氧化物增多 而 SOD 对清除体内致病因子 超氧自由基有特效 SOD 复合酶是唯一能清 除细胞中自由基的酶 自由基是带有 不成对电子 原子或离子 其化学性质活泼 有极高的氧化性能 以夺取核酸 氨基酸等生物分子的电 子 使这些物质性质演化成毒性更强的羟自由基 可导致机体的多种疾病 研究表明 机体的衰老 病 变及辐射伤害都同自由基的形式有关 故 SOD 有抗衰老 抗辐射 消炎 抑制肿 瘤和癌症的功能 研 究还表明 SOD 对胃病 气管炎 皮肤病 烧伤 脚气等都 有独特疗效 对醒酒 亢奋精神 抗疲劳 恢复体力 减肥也有很好的效果 目前在化妆品 食品 保健品 医药 酒类 饮料等行业也已开始使 用 SOD 其发 展前景十分广阔 SOD 对放疗 化疗患者白细胞有明显的保护作用 SOD 能够十分有效地 维持白细胞的数量 从而可以加速治疗进程 SOD 不同于其他细胞因子 如 CSF 类 后者不能在化疗 中配合使用 由于体内的 SOD 随着年龄的增加而 渐减 再加上环境的恶化 大量的自由基超过身体所 能应付的程度 健康就会亮 起红灯 皮肤会变得粗糙 松驰 满是斑点 人就显得没有元气 因此借助 外来 的补充是必需的 当今 以 SOD 为主要成份的产品风靡世界 引发了美容化妆品 的革命 国外许 多饮料 糖果 糕点都添加 SOD 人们为求永葆青春 健美 延 年益寿 非常乐于使用昂贵的 SOD 针 剂 1 1 SODSOD 的分类与基本特性的分类与基本特性 1 11 1分类和分布分类和分布 SODSOD 是一类金属酶 依据金属辅基的成分不同主要分成三类 第一类含铜和是一类金属酶 依据金属辅基的成分不同主要分成三类 第一类含铜和 锌 称为锌 称为 CUCU Zn SODZn SOD 是最常见的一种 呈蓝绿色 主要存在于真核细胞的细 是最常见的一种 呈蓝绿色 主要存在于真核细胞的细 胞浆内 第二类含锰 胞浆内 第二类含锰 称为称为 Mn SODMn SOD 呈粉红色 主要存在于原核细胞体 真核 呈粉红色 主要存在于原核细胞体 真核 细胞的细胞浆和线粒体内 第三类含铁 称为细胞的细胞浆和线粒体内 第三类含铁 称为 Fe SODFe SOD 呈黄褐色 主要存在于 呈黄褐色 主要存在于 原核细胞中 另外 在牛肝中还发现一种原核细胞中 另外 在牛肝中还发现一种 COCO Zn SODZn SOD 2 2 SODSOD 稳稳 定性及影响因素定性及影响因素 热 蛋白酶的影响 热 蛋白酶的影响 SODSOD 在 在 53 9653 96 间催化性能良好 在 间催化性能良好 在 45 p45 p 1111 间能稳间能稳 定存在 定存在 3636 时 时 中 中 95 95 的 要脱落 在 的 要脱落 在 12 212 2 时 时 SODSOD 的构象会发生不的构象会发生不 可逆的转变而使酶失活 对热的稳定性与可逆的转变而使酶失活 对热的稳定性与 溶液中离子强度有关 当离子强度很低时 即使加热到溶液中离子强度有关 当离子强度很低时 即使加热到 95 95 其活性损失也很 其活性损失也很 少 少 SODSOD 在模拟胃酸和模拟胃肠道蛋白酶 胰蛋白酶环境中的稳定性研究表明 在模拟胃酸和模拟胃肠道蛋白酶 胰蛋白酶环境中的稳定性研究表明 SODSOD 在动物胃肠道中具一定的稳定性 在胃酸的环境中 在动物胃肠道中具一定的稳定性 在胃酸的环境中 37 37 保温保温 150150 活性仍残存活性仍残存 81 81 在胃 在胃 蛋白酶和胰蛋白酶环境中 保温蛋白酶和胰蛋白酶环境中 保温 210210 活性残存率分 活性残存率分 别为别为 82 82 和和 84 84 SODSOD 活性受饮料的色泽 成活性受饮料的色泽 成 分 酸碱度 乙醇含量等多种因素分 酸碱度 乙醇含量等多种因素 的影响 只有在无色 近中性 无乙醇饮料中的影响 只有在无色 近中性 无乙醇饮料中 SODSOD 活性较稳定 另活性较稳定 另 外还发现有机外还发现有机 溶剂和 对溶剂和 对 SODSOD 的活性具抑制作用 的活性具抑制作用 3 3 SODSOD 的安全性的安全性 大量试验和临床应用表明 大量试验和临床应用表明 无论何种给药方式 除罕见的超敏反应外 无论何种给药方式 除罕见的超敏反应外 SODSOD 对人体无毒性 对人体无毒性 虽然虽然 SODSOD 是 在是 在 3000030000 以上的蛋白以上的蛋白 质 质 但却未发现具有抗原性 但却未发现具有抗原性 其原因也正在进一步研究中 其原因也正在进一步研究中 SODSOD 的生理功能的生理功能 正常情况下 正常情况下 体内超氧体内超氧 阴离子自由基阴离子自由基 2 2 的产生与清除是平衡的 当的产生与清除是平衡的 当 2 2 产生过多时 会对机体产生毒害作用 产生过多时 会对机体产生毒害作用 SODSOD 是是 体内的一个抗氧化酶 特异性体内的一个抗氧化酶 特异性 催化下列反应催化下列反应 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 即将超氧阴离子自由基歧即将超氧阴离子自由基歧 化为过化为过 氧化氢和氧气 起到消除超氧阴离子自由基的作用 因而氧化氢和氧气 起到消除超氧阴离子自由基的作用 因而 SODSOD 具抗衰老 提高机具抗衰老 提高机 体对多种疾病体对多种疾病 的抵抗力 增强机体对外界环境的适应力 减轻肿瘤患者在放疗 化疗过程中的严重毒副作用等生理功的抵抗力 增强机体对外界环境的适应力 减轻肿瘤患者在放疗 化疗过程中的严重毒副作用等生理功 能 能 1 21 2 SOD 超氧化物歧化酶 对抗人体衰老的临床应用 1 2 11 2 1 人体随着年龄的增加 皮肤会变得粗糙 发皱 变黑和形成老年斑 其中老年斑是皮肤衰老的典 型现象 即在老年人的面部 手部皮肤上出现黑褐色斑块或斑 点 老年斑主要由黑色素组成 而自由基在 黑色素形成 反应和组成中起重要作 用 在有空气存在时 光照黑色素可使其耗氧增加 产生 O 2 和羟 自由基 在衰老 的皮肤和脑中存在的另两类色素是脂褐素和蜡样质 也可使皮肤变黑和粗糙 这 两种物 质均由自由基引起 脂褐素和蜡样质本身也含大量自由基 可以通过多种 途径产生 O 2 自由基虽是造 成人体衰老的重要原因 但机体并不是易衰老的 机 体内也存在着抗衰老的物质 机体内存在着一系列 的自由基清除剂 如 SOD CAT GSH PX 和一些抗氧化物 如 维生素 A 维生素 E 维生素 C 等 其 中 SOD 是非 常重要的 它可以不断地清除由光照黑色素耗氧过多而产生的 O 2 防止过多的 黑色素的形 成 它不断地清除由脂褐素和蜡样质产生的 O 2 避免过多的脂质发 生过氧化 而减少脂褐素和蜡样质的 形成 防止衰老 美国 FDA 在科学家大量试验 数据和大众的呼吁中 终于在 1998 年批准使用 SOD 产 品 SOD 在美国盛行几十 年 未来十年美国国民平均寿命可能达到 95 岁 现有报导称美国科学家能通 过 药物提高人的寿命使人的寿命达到 100 岁 研究表明 其中 SOD 是一种不可缺少 的药物 尽管 SOD 只能打针 口服无效 因为 SOD 对 PH 很敏感 胃呈强酸性 尽管 SOD 非常娇气 常温下只 能存活几天 但是怕麻烦 视时间为金钱的美国人 还是掀起了注射 SOD 的热潮 渴望青春的中年妇女 不愿衰老的老人 免疫力低 下 想留住美丽的年轻女士 都是 SOD 的狂热追求者 1 2 21 2 2 SOD 超氧化物歧化酶 与人体疾病治疗的作用 人类机体所处的环境复杂 体内经常不断地产生自由基 特别在病理过程中 产生大量的 O 2 这些 O 2 反过来促进病情加重 因而 SOD 在清除 O 2 中则显得异 常重要 肺气肿是由于肺组织的中性白细 胞含弹性蛋白酶及弹性蛋白酶抑制剂不 平衡所致 弹性蛋白酶抑制剂有 蛋白酶抑制剂及支气管粘 膜蛋白抑制剂两种 均可受 O 2 攻击而失活 导致肺气肿 环境污染物 如 O3 氮 硫等 能提高肺的巨 噬细胞的活力而不断释放 O 2 吸烟也会使自由基大量进入肺内 在肺中 O 2 产生破坏性极强的 OH 等 O 2 和 OH 攻击弹性蛋白酶抑制剂 使其失活 而造成 肺气肿 类风湿关节炎 全身性红斑狼疮等自 身免疫性疾病是由于机体丧失阻止 自身组分的抗体形成 而产生自体抗体 这些抗体与正常的机体级组 分结合 引起 吞噬细胞吞噬而表现出病理状态 吞噬细胞在吞噬过程中产生大量的 O 2 O 2 攻击机体而 加剧病变 机体受原子弹 氢弹的辐射冲击 从事放射辐射工作而防 护不良的工作人员 受电离辐射后 形成各种不同产物 且产物又发生连锁反应 生成许多自由基而攻击人体 导致辐射病 SOD 的增加能抑 制因辐射而引起的肿 瘤的形成 并增加成纤维细胞的分化能力 有效地防止肿瘤的恶性发展 另外 某些 药物中毒 氧中毒 大气污染综合症和老年性白内障等疾病的发 生均与 O2 相关联 机体内的 O 2 可 以引起各种疾病 SOD 作为 O 2 的天然清除剂 在正常情况下 O 2 与 SOD 保持动态平衡 但在病理状态 下 产生过量的 O 2 机体 本身产生的 SOD 能完全清除这些过多的 O 2 这些过多的 O 2 则对机体产生 危害 SOD 可以催化 O 2 进行歧化反应 减轻 O 2 对上述疾病的作用 机体内含有 SOD 并且机体组 织中的 SOD 还会随着年龄的增加而增加 如 J Hollander 研究发现随 着人年龄的增加 腓肠肌中 SOD 的活性也在增加 但是 机体自身产生的 SOD 是有 限的 因此在疾病治疗中可以通过注射或口服 SOD 药物增加机体中的 SOD 达到治 疗疾病的作用 目前 许多研究者根据 SOD 的无致敏性和无抗原性的特 点 采用 SOD 制剂来治疗疾病 如直接注射 SOD 制剂于发炎的关节部位来缓解类风湿关节 炎 口服 SOD 治疗药物和抗生素中毒已经取得较好的效果 SOD 还可促进骨折后细 胞分裂 增殖 促进骨折后骨的生 长 缩短骨折愈合时间 SOD 不但可用于疾病 的治疗 也可用于临床检查 如用 SOD 作为硅肺诊断的指标 硅肺是由于粉尘中的 SiO2 引起自由基反应启动膜的脂质过氧化反应而导致膜损伤 引起肺泡巨噬细 胞 破坏与分解而造成硅肺 通过测定 SOD 的含量来作为一个硅肺诊断指标 SOD 作为一种人体内最重要的 酶之一 它所起的作用是不可小视的 临床上可用 SOD 治疗和预防下列疾病 急性炎症和水肿 氧中毒 预防 预防措施 进入高压氧舱 的工作人员 可预先注射 SOD 氧中毒治疗 自身免疫性疾病 早 期治疗 肺 气肿 辐射病及辐射防护 老年性白内障 抗衰老 在医学应用领域的拓展 SOD 取决于对其作用机制和生成机制的更深入研究 期待发现 1 21 2 3 3 SOD 超氧化物歧化酶 在食品工业中的应用 SOD 超氧化物歧化酶 在食品工业中的应用也比较广泛 在食品中加入 SOD 可以增强抗衰老 抗炎 抗辐射 抗疲劳等保健作用 其主要表现在四个方面 1 作为保健食品的功效因子或食品营养强 化剂 该保健品具有良好的抗衰老 抗炎 抗辐射 抗疲劳等保健强身的效果 目 前已有添加有 的蛋黄酱 牛奶 可溶性咖啡 啤酒 白酒 果汁饮料 矿 泉水 奶糖 酸牛乳 冷饮类等类型的保健 食品面市 国内早在 2003 年由湖南 沅江洪元植物叶蛋白开发有限公司与湖南农业大学食品学院合作开 发的利用串 叶松香草生产的 SOD 饮料和 SOD 口服液已投入生产和市场试销 2 制成多种剂型 的 或复合型食品 已有 胶囊剂 片剂 口 服液 脂质体 颗粒剂等形式的 保健食品 3 用作抗氧剂 与其它抗氧剂一样 可作为罐头食品 果汁 啤 酒等的抗氧剂 防止过 氧化酶引起的食品变质及腐败现象 此外 还可作为水果 蔬菜良好的保鲜剂 4 以富含 的原料加工制成保健食品 如以中草药合成或高等植物 提取的 SOD 等 最新有关研究显示 已 成功构建了高效表达的重组人源铜锌 SOD 菌株 该 菌株经过了改良 能高效表达 SOD 同时优化了细 胞高密度发酵工艺 能大量高 效表达高比活的 SOD 酶活可达 3000U 5000U 每毫升发酵液 纯度为 90 以上 正常投产后 生产能力可达 300 公斤 年 1 2 4 SOD 超氧化物歧化酶 在农业上的应用 SOD 在转基因植物中的过量表达能不同程度地提高植物对逆境的抵抗能 力 Mn SOD 基因的过量表达在一 定程度上可以提高植物转基因植物对氧胁迫的耐受性 通过基因工程手段 增加植物内的 SOD 的表达 可 以大大增强植物的抗逆性 目前有研究者对存在于线粒体中的 Mn SOD 进行科学试验 将 Mn SOD 导入 烟草 苜蓿的叶绿体后 其转基因植 株可以增加对臭氧及干旱胁迫的抗性 Fe SOD 基因转化烟草叶绿 体 Fe SOD 的过 量表达能够增强叶绿体质膜和光合系统 对 MV 甲基紫精 和高盐过氧化胁迫的 抗性 2 2SODSOD 新应用国际上的实例新应用国际上的实例 世界各国对世界各国对 SOD 的作用认定的作用认定 美国注册专利号为美国注册专利号为 CNA 用于预防和治疗大脑局部出血 溃疡 消除炎症 心率失常 浮肿 中毒 风湿 类风湿 风湿性关节炎 放射性损伤 药物中毒等症 法国注册专利号为法国注册专利号为 CNA 用于预防和治疗特异性脑损伤 非特异性脑损伤而引起的脑功能识别障碍 欧洲注册专利号为欧洲注册专利号为 用于预防和治疗癌症及术后放 化疗带来的脑损伤 抑制癌细胞再形成或扩散 日本注册专利号为日本注册专利号为 用于治疗器官移植后的抗免疫反应具有奇效 用于治疗大脑局部出血导致神经坏死 防止半身 不遂的治疗药物 台北医院用台北医院用 SOD 治疗烧伤 烫伤 实验获得成功 报道说 治疗烧伤 烫伤 实验获得成功 报道说 用用 SOD 涂抹患处愈合是常规疗法的涂抹患处愈合是常规疗法的 3 倍 而且疤痕明显倍 而且疤痕明显 减轻 减轻 美国休斯顿得克萨斯大学的安德森 癌症中心的华人博士黄鹏和他的同事们美国休斯顿得克萨斯大学的安德森 癌症中心的华人博士黄鹏和他的同事们发现 SOD 可以选择性地杀灭白血病细胞 而不 损害正常组织细胞 2 12 1VanKou SOD 的主要成分是由日本吉美姿株式会社所依托的日本顶级科研机构 日本抗加龄医学 研究协会 日本免疫抗体研究会 日本国抗癌医学研究所等采用最先进的 FMEXT 生命动力菁华提取 技术 由极具生命力的植物中提取的 SOD 样物质 辅以姬松茸提取物 大麦嫩叶提 取物等多种珍贵成分 可促进人体内源性 SOD 合成 明显增加体内 SOD 含量 排除体内抗氧化防御 系统障碍 有效清除体内各种类型的过量自由基 消除自由基对生物大分子 DNA 脂质 糖类 蛋白质与酶类的损伤 改善生命细胞凋亡的生理代谢机制 显著降低癌症 糖尿病 心脑血管疾病 白内障 人体主要脏器组织纤维化及全身肌肤衰老等疾病的发生率 Vankou SOD 产品功效 抗衰老功效体现 全身肌肤衰老现象得到明显的改善 每一寸肌肤均焕发青春活力 疲劳感消失 身体 明显感觉轻松 亚健康体质及精神状态好转 大脑记忆力明显改善 抗衰作用明显 肠胃消化功能增强 排便通畅 眼部视力增强 精力充沛 整个体质得到提升 常年持续服用本品可使身体机能比同龄人年 轻至少 5 8 岁 时刻体验精力充沛的健康身心所带来的生命乐趣 PREFIX O 抗疾病功效体现 体内 SOD 活性明显增强 身体各项固有疾病将得到有效改善 免疫力提高 过氧化脂 质倾向降低 糖尿病症状有所改善 内分泌逐渐恢复正常 体内毒素逐渐排出体外 白内障症明显减轻 高血脂 粥样动脉硬化等心脑血管疾病症状有所减轻 高血压 糖尿病 肝肾功能改善明显 防癌功效体现 免疫系统功能显著增强 抵御自由基对细胞发生癌变的能力及自我修复能力逐步提高 慢性疾病得到彻底控制 各类不适症明显减少 降低其进一步发展成癌变的可能 长期服用人群中各种 易发癌症的发病率显著降低 有效保卫人体细胞免受癌变威胁安享自然赋予人类应有的寿命 VanKou SOD 六大专享科技 一 独创的 FMEXT 生命动力菁华提取技术 精确提取臻纯植物菁华 SOD likeVanKou SOD 采用日本独创的 FMEXT 生命动力菁华提取技术 从多种极具旺盛生命力的植物中 精确提纯出高浓度植物菁华 SOD like 焕活生命原动力 独步全球的领先提取技术 成为植物菁华提取领域发展的新界标 二 独特的专业配方 臻纯植物菁华 SOD like 与多种珍稀成分的完美配伍 VanKou SOD 独特的专业配方 是由日本权威配方专家精心调配而成的抗衰秘方 是臻纯植物菁华 SOD like 与姬松茸提取物 大麦嫩叶 提取物等珍稀成分的完美配伍 成分相辅相成 功效更卓著 专业配方 成就非凡 三 独有的 MINI PMT 低分子化处理技术 5000 道尔顿的极小分子量 吸收效果立竿见影 VanKou SOD 独有的 MINI PMT 低分子化处理技术 可将大分子结构完全分解 分子量极小 仅为 5000 道尔顿 可被 人体充分吸收 更好发挥清除过量自由基的功效 四 日本顶级 STP 专利技术 真正实现对温度及酸性环境的极强稳定性 VanKou SOD 采用日本顶级 STP 专 利技术 真正实现对温度及酸性环境的极强稳定性 SOD 活性不会被体温及胃酸破坏 完全适应人体内环 境 活性保存更长久 可被人体快速吸收 经血液循环至机体各处 更高效清除体内各种类型的过量自 由基 五 促进内源性 SOD 合成 增加体内 SOD 含量 恢复体内抗氧化防御系统功能 VanKou SOD 可促进内源性 SOD 合成 增加体内 SOD 含量 减轻人体抗氧化防御系统障碍 恢复抗氧化防御系统功能 综合清除包括 活性氧自由基在内的各种类型的自由基 抗氧化效果无与伦比 彻底解除各种