生物體內具有防御自由基毒害的抗氧化劑或抗氧化酶。
SOD是催化O2-歧化反應的酶類,這種歧化反應屬于自身氧化還原反應,O2www.med126.com-的歧化反應在H-存在下,經SOD催化,一半O2-氧化為O2,O2-的另一半m.quanxiangyun.cn/hushi/還原為O22-。
SOD+O2-→SOD-+O2
SOD-+O2-+2H+→SOD+H2O2
(SOD:氧化型,SOD-:還原型)
SOD是生物對抗O2-毒性的酶,產物之一H2O2又可與O2-相互作用(Haber-Weins反應)產生OH·,借以清除細胞內O2-。缺氧條件下,培養(yǎng)的大腸桿菌里SOD含量少;有氧條件下,培養(yǎng)的大腸桿菌里SOD含量高。如果將上述兩種大腸桿菌置于20個大氣壓的O2及N2條件下培養(yǎng),當即見到無O2條件下預先培養(yǎng)的大腸桿菌迅速死亡;有O2條件下,預先培養(yǎng)的大腸桿菌對O2有抵抗性,因此,SOD在防止O2-的毒性方面具有重要意義。
SOD有含Cu、Zn的SOD(Cu、Zn-SOD),含F(xiàn)e的SOD(Fe-SOD)及含Mn的SOD(MnSOD)三種存在形式。生物界中,細菌等原核生物及線粒體含有Fe-SOD和Mn-SOD,與高等動物所含的Cu、Zn-SOD相比,其蛋白質部分截然不同。目前從牛紅細胞中提取了比較多的Cu、Zn-SOD,其結晶純品已開始用于臨床。各種SOD進行的歧化反應稍有不同,F(xiàn)ielden等測出Cu、Zn-SOD中的Cu有1/4處于還原不被氧化狀態(tài),這是因為有一部分Cu與O2-進行反應,另一部分處于非反應狀態(tài)。
Pick等測出大腸桿菌的Mn-SOD對O21的催化反應有兩種速度,推測Mn-SOD以三種形式存在并參與反應。
Fe-SOD參與反應的機制與Cu、Zn-SOD一樣按兩步進行:
SOD生理功能可歸納為:保護細胞,對抗氧的毒性;有助于H2O2濃度的調節(jié),對付微生物的侵害。
維生素E又名生育酚,天然的生育酚有七種,其中分布最廣泛的是α-生育粉,具有抗氧化作用。維生素E可抑制肝細胞內微粒體的過氧化脂類的生成。據(jù)報道,給予鼠維生素E有延長壽命的作用,在胎兒成纖維細胞傳代培養(yǎng)中,給予維生素E者,傳代數(shù)增加,可抑制過氧化脂類生成,其原因是作為生物體內自由基淬滅自由基(LOO·)生成的苯羥自由基的過程可被巰基化合物還原,特別是被GSH還原成生育酚,從而使生育酚能更有效的發(fā)揮作用。
維生素C也有與維生素E同樣的作用,然而維生素E是脂容性,維生素C是水溶性,基作用場所不同,維生素C可使水中自由基淬滅,在防止膜受攻擊上有重要意義。
體內H2O2可被氧化酶和氧化物酶轉變?yōu)镠2O2消除H2O2的毒性。過氧化氫酶可催化兩兩分子H2O2生成H2O2和O2過氧化物酶利用H2O2直接胺類等物質,某些組織中含有一種含硒的谷胱氧化酶,可使LOOH或H2O2與GSH反應將LOOH變成無毒的醇類。
活性氧的代謝途徑及清除體系如圖9-5所示。
圖9-5 活性氧的代謝途徑及清除體系
←:活性生成反應;□:活性氧;:清除酶系;AH:清除低分子化合物;AH:電子供體