酵素成分详解：超氧化物歧化酶（SOD）

酵素是指以动物、植物和菌类等为原料，经微生物发酵制得的含有特定生物活性成分的产品，包括维生素、氨基酸、多糖、肽类、多酚类、黄酮类、矿物元素和有机酸，GABA、SOD、过氧化氢酶等。富含SOD的水果主要有刺梨、猕猴桃和山楂，另外番茄中也含有丰富的sod。

今天，我们就主要来谈一谈酵素里的抗氧化成分之一超氧化物气化酶——SOD。

超氧化物歧化酶 (superoxide dismutase, SOD) 是一种强氧化性、清除自由基金属离子的蛋白质,作为生物体内超氧阴离子自由基的清洁剂, 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。

SOD在防辐射、抗衰老、消炎、抑制肿瘤和癌症、自身免疫治疗等方面显示出独特的功能, 在医学、食品、化妆品等领域得到越来越多的应用。SOD主要有三种类型Cu，ZnSOD、Mn-SOD；Fe-SOD。

表1 三类主要SOD的理化特性

SOD的主要功能是催化超氧阴离子自由基歧化为过氧化氢和氧，产生的超氧阴离子自由基是生物体内正常的代谢产物。但是自由基的积累将使细胞膜的脂质发生过氧化作用而引起膜裂变，导致细胞损伤甚至死亡。

SOD是生物体内最重要的且最佳的自由基清除剂，维持机体代谢平衡。

另外，SOD对治疗心肌梗死、血管性心脏病、胶原病、新生儿呼吸困难综合征、水肿、肺气肿、氧中毒等疾病有显著疗效，还可治疗银屑病、皮炎、湿疹和瘙痒症等多种皮肤病。

SOD作为超氧阴离子自由基清除剂主要在延缓人体衰老、预防疾病、改善人体免疫力、作为食品及化妆品添加剂方面有极为广泛的应用。

SOD作为第一个以超氧阴离子为其作用底物的酶被发现以来，已充分证明了其在防治与超氧自由基有关疾病方面的有效作用。当机体超氧阴离子产生过多或SOD浓度偏低时，过量的超氧阴离子就会引起疾病，给以外源性SOD即可有效地予以防治。

目前SOD的生产方式主要有四种:

①利用动物血液提取法，这是20世纪90年代以前最常用的方法。这种方法存在交叉感染和过敏性反应等风险，欧盟已于1999年颁布法令，禁止从动物血液中提取的SOD用于人类的医疗和保健。

②从植物中提取。其提取方法主要有分步盐析法、有机溶剂沉淀法和层析法等。但植物中SOD含量较少, 提取工艺相对复杂, 这就使得SOD生产成本相对较高。

③微生物发酵法生产SOD。选育SOD高产菌株进行发酵生产一种是比较有效的方法。微生物发酵技术生产SOD，不仅产量高，而且提取工艺简单，因而能大幅度降低SOD的生产成本。由于SOD来源有限，异体蛋白免疫原性，受温度和pH等影响不稳定性，在应用方面也会有很大限制。

④基因工程法是获得应用所需要SOD产品有效途径。近年来, 美国、日本、英国和德国相继开发了微生物基因工程产品，并进行了临床实验。目前，国内外在基因工程生产SOD方面均取得了可喜的成果。

近年来, SOD在基础研究和应用研究上均取得实质性进步, 主要表现在医疗临床、食品工业和化妆品中的广泛应用。

SOD在医疗临床中的应用

由于自身就是生物体内存在的酶，SOD在医疗临床中应用具有先天优势，可以克服某些合成药物带来的副作用。SOD在医疗临床中的应用范围主要有：

①延缓衰老，清除自由基，阻止自由基连锁反应的作用；

②治疗炎症性疾病，如最近的研究表明Cu/Zn-SOD是布鲁士流产菌的抗体免疫原；

③治疗缺血-再灌性综合症，SOD可明显减轻对组织器官的损坏程度；

④防治肿瘤和癌症，抑制或加强SOD作用均可以作为治疗和预防肿瘤研究的思路和方法。

表2 国外SOD在临床上取得的积极的效果

SOD在食品工业中的应用

SOD进行化学修饰和微胶囊化后，稳定性大大提高，且本身活力也保持较高水平。因此极大地促进了SOD在食品工业中的应用，主要有：

①作为保健食品的有效成分，如作为添加剂加入保健品口服液、酸奶、啤酒等；

②作为抗氧化剂，抑制过氧化酶的作用，如用于果蔬采后保鲜。

SOD在化妆品中的应用

作为化妆品的添加剂，SOD的作用主要是：

①有明显的防晒效果，SOD可有效防止皮肤受电离辐射的损伤；

②有效防治皮肤衰老、祛斑、抗皱，起抗氧酶的作用；

③有明显的抗炎作用，对防治皮肤病有一定疗效；

④有一定的防治瘢痕形成的作用。研究证实外源性SOD能够渗入皮肤进入体内作用，且无不良反应和过敏现象。

SOD在农业上的应用

SOD与植物生物和非生物胁迫抗性有很重要的关系。SOD在植物基因工程中的应用广泛受到科研工作者的关注和重视，试图通过转SOD基因技术来培育高抗逆农作物新品种已成为国内外研究热点之一。

目前，SOD已在食品、日化、医药保健品以及农业上展现了巨大的功能价值，SOD的应用主要技术瓶颈仍然是传统的SOD稳定性较差, 很难在商品中长期保持活性。

在SOD的应用研究方面，有一些问题急待解决。

如：

    ①在临床应用方面，要进一步阐明SOD在体内的抗氧化过程，要延长SOD在体内的半衰期，减少其对机体的毒副作用等；

    ②在食品工业方面，要确保口服SOD有效性，使之不被胃蛋白酶分解等；

    ③在化妆品应用方面，要准确地测定SOD的活性大小，同时要明确化妆品基质对SOD活性和稳定性的影响。