Polvo de superóxido dismutasa, fórmula molecular NULL, CAS 9054-89-1, es un componente importante del sistema enzimático antioxidante en sistemas biológicos, ampliamente distribuido en microorganismos, plantas y animales. Es una metaloenzima antioxidante que existe en los organismos vivos. Puede catalizar la dismutación de los radicales aniónicos superóxido para producir oxígeno y peróxido de hidrógeno, desempeñando un papel crucial en el equilibrio entre oxidación y antioxidación en el cuerpo. Está estrechamente relacionado con la aparición y desarrollo de muchas enfermedades. Es un tipo de enzima que puede catalizar la dismutación de los radicales anión superóxido (O2-) en H2O2 y O2. Esta enzima está ampliamente distribuida y ha sido aislada de diversos organismos como bacterias, hongos, algas, plantas, protozoos, insectos, peces y mamíferos.
Sus propiedades son muy estables y la SOD de glóbulos rojos bovinos permanece inactiva incluso después de calentarla a 75 grados durante varios minutos. También es relativamente estable ante ácidos y álcalis y puede reaccionar dentro del rango de pH de 5.3-10.5. Tiene efectos antioxidantes y antienvejecimiento, y su mecanismo de acción es principalmente eliminar los dañinos radicales anión superóxido (O2-) del organismo. La superóxido dismutasa tiene efectos terapéuticos únicos sobre las enfermedades causadas por los radicales superóxido (O2-), como la intoxicación por oxígeno, la inflamación aguda, diversas enfermedades autoinmunes, la enfermedad por radiación y las cataratas seniles. Es un nuevo tipo prometedor de enzima medicinal. La superóxido dismutasa se está estudiando como fármaco antienvejecimiento.
El efecto catalítico de la SOD se logra mediante la ganancia y pérdida alterna de electrones de los iones metálicos Mn+1 (estado oxidado) y Mn (estado reducido). En general, se cree que los radicales aniónicos superóxido primero forman complejos unidos internamente con iones metálicos, y el Mn+1 se reduce a Mn mediante los radicales aniónicos superóxido en el cuerpo, mientras se genera O2. Luego, el Mn se oxida a Mn+1 por el HO2 ·, mientras se genera H2O2. Y la SOD se oxida a su estado de oxidación inicial. Finalmente, el H2O2 se descompone catalíticamente en agua (H2O) y O2 bajo la acción de la catalasa.
En cuanto a la comida:
Polvo de superóxido dismutasaTiene un alto contenido en verduras y frutas, como plátanos, majuelos, tunas, kiwis, ajos, etc. También se distribuye en otros alimentos como vieiras y pollo. La actividad de la SOD es mayor en la cáscara que en la pulpa, y mayor en las frutas frescas que en las frutas después del almacenamiento. Y se procesa en diversas formas de productos para la salud y aditivos alimentarios para su uso, como leche con SOD, cerveza, gomitas y otros tipos de fortificantes de la nutrición de los alimentos.
En el ámbito de la industria química diaria:
El envejecimiento y el daño de la piel son características importantes del envejecimiento humano, que es causado por la acumulación o eliminación de especies reactivas de oxígeno, lo que genera obstáculos. El exceso de radicales libres en el cuerpo puede causar daño celular y pigmentación. Debido al contacto directo entre la piel humana y el oxígeno, puede provocar envejecimiento y daños en la piel. La suplementación con SOD exógena es beneficiosa para retrasar el envejecimiento de la piel, la antioxidación y la eliminación de la pigmentación. Muchos fabricantes de cosméticos nacionales y extranjeros han añadido una cierta proporción de SOD a sus productos. Como el agua de granada Est é e Lauder de Francia, el agua SKII Fairy de Japón y la miel Da Bao SOD de China.
Aspecto antiinflamatorio:
Partiendo de que la SOD es un catalizador de dismutación específico que actúa sobre los radicales anión superóxido, la SOD, como producto farmacéutico, tiene importantes efectos terapéuticos en el tratamiento de la inflamación, enfermedades autoinmunes, enfermedades cardiovasculares y cerebrovasculares causadas por la acción de los radicales libres. La SOD puede utilizar sus propiedades antioxidantes para inhibir tipos de inflamación como la artritis, la pleuresía y la bronquitis aguda.
Las especies reactivas de oxígeno, incluidos los radicales superóxido, desempeñan un papel importante en la colitis, y la superóxido dismutasa 1 (SOD1) puede destruir los radicales superóxido en el cuerpo. Un estudio reciente publicado en Redox Biology encontró que la deficiencia de SOD1 puede aumentar el estrés oxidativo en ratones, alterar la barrera epitelial intestinal, reducir la actividad de las enzimas antioxidantes, aumentar la infiltración colónica de células inmunes proinflamatorias y empeorar la colitis inducida por DSS en ratones. Restaurar la actividad de SOD puede inhibir la inflamación y la apoptosis mediada por la señalización de p38-MAPK/NF - κ B, aliviando así la colitis.
clasificación
Según los diferentes cofactores metálicos en la SOD,Polvo de superóxido dismutasase puede dividir aproximadamente en tres categorías: Cu/Zn SOD Mn-SOD, Fe-SOD.
① CÉSPED Cu/Zn:
De color azul verdoso, presente principalmente en el citoplasma de las células eucariotas, y se considera la especie más ampliamente distribuida en grupos biológicos relativamente primitivos.
② Mn CÉSPED:
De color rosa, se encuentra principalmente en las mitocondrias de procariotas y eucariotas.
③ Fe CÉSPED:
Es de color marrón amarillento y existe principalmente en células procarióticas. Pueden eliminar eficazmente los radicales aniónicos superóxido (que llevan un electrón desapareado y una carga negativa), evitando su daño excesivo a las células, y tienen funciones como antioxidante, antirradiación y antienvejecimiento.
Distribución
①
La mayoría de las células de invertebrados primitivos contienen Cu/Zn SOD, mientras que los vertebrados generalmente contienen Cu/Zn SOD y Mn SOD. La SOD Cu/Zn se encuentra en los glóbulos rojos y en las células hepáticas de humanos, ratones, cerdos, vacas, etc., y existe principalmente en el citoplasma, así como entre las membranas internas y externas de las mitocondrias.
②
Fe SOD en las células vegetales existe principalmente en los cloroplastos.
③
Los hongos generalmente contienen Mn SOD y Cu/Zn SOD. La mayoría de las algas eucariotas contienen Fe SOD en el estroma del cloroplasto y Mn SOD unida a la membrana tilacoide, mientras que la mayoría de las algas no contienen Cu/Zn SOD.
Mn SOD, que generalmente está presente en la matriz mitocondrial, también se ha purificado a partir de células hepáticas humanas y animales.
estructura
① CÉSPED Cu/Zn:
Su centro activo incluye un ion Cu y un ion Zn. Las investigaciones han demostrado que la presencia de Cu es necesaria para la actividad de Cu/Zn SOD, ya que interactúa directamente con los radicales aniónicos superóxido. Sin embargo, el entorno circundante de Zn está abarrotado y no se expone directamente a la solución de reacción, ni interactúa directamente con los radicales anión superóxido, estabilizando así el entorno alrededor del centro activo. El ion cobre divalente se une a los átomos de nitrógeno de los cuatro residuos de histidina que lo rodean a través de enlaces de coordinación, lo que da como resultado una configuración cuadrada distorsionada casi plana. Hay tres histidinas alrededor del Zn que se coordinan con él a través de un átomo de nitrógeno, y el Cu y el Zn comparten una histidina, formando una estructura de puente de imidazol. Además, el Zn también se coordina con un residuo de ácido aspártico, formando una configuración de coordinación tetraédrica distorsionada.
② Mn CÉSPED:
Compuesto por 203 residuos de aminoácidos. El centro activo es Mn (III) y la estructura de coordinación es una bipirámide triangular de cinco coordenadas, donde un ligando axial es una molécula de agua y el otro ligando axial es el cofactor de la proteína His-28. En el plano ecuatorial, los cofactores proteicos son His-83, Asp-166 y His-170. El sitio activo de una enzima está ubicado en un ambiente compuesto principalmente de residuos hidrofóbicos, con dos cadenas de subunidades que forman un canal que sirve como vía necesaria para que los sustratos u otros ligandos internos se acerquen a los iones Mn (III).
Método de medición
Los principales métodos para determinar la actividad de la superóxido dismutasa incluyen el método directo, el método de autooxidación de pirogalol, el método de reducción del citocromo C, el método de quimioluminiscencia y el método de cinética de fluorescencia. En los últimos años, se han establecido muchos métodos nuevos, como el método inmunológico, el método de difusión por filtración en gel simple, el método del electrodo polarográfico de oxígeno, el método de microensayo, etc.
El principio es determinar la actividad dePolvo de superóxido dismutasamidiendo la cantidad de dismutación de O2- en función de las propiedades de O2- o la sustancia que produce O2-. Los métodos directos clásicos incluyen la descomposición por radiación pulsada, la resonancia paramagnética electrónica (EPR) y la resonancia magnética nuclear (RMN). Debido al alto costo de los instrumentos y equipos necesarios, generalmente se utilizan con menos frecuencia.
El principio se basa en la espectrofotometría clásica. En condiciones alcalinas, el florofenol se autooxida a fenol rojo anaranjado. La espectroscopia visible UV se utiliza para rastrear longitudes de onda de 325 nm, 420 nm o 650 nm (420 nm clásico), mientras se genera O2-. SOD cataliza la reacción de dismutación de O2- para inhibir la autooxidación del florofenol. La tasa de inhibición de la muestra sobre la tasa de autooxidación del florofenol puede reflejar el contenido de SOD en la muestra. Este método tiene las ventajas de una gran especificidad, un tamaño de muestra pequeño requerido (sólo 50 μl), un funcionamiento rápido y sencillo, una buena repetibilidad, una alta sensibilidad y reactivos sencillos.
El principio es que el O2- producido en el sistema xantina xantina oxidasa reduce una cierta cantidad de citocromo C oxidado a citocromo C reducido, que tiene la máxima absorción de luz a 550 nm. En presencia de SOD, debido a la dismutación de una porción de O2- catalizada por SOD, la velocidad de reacción de reducción de O2- del citocromo C se reduce correspondientemente, es decir, se inhibe su reacción. La curva de inhibición se puede obtener trazando el porcentaje de reacción de inhibición frente a la concentración de SOD, a partir de la cual se puede calcular la actividad de SOD en la muestra. Este método es un método indirecto clásico, pero su sensibilidad es relativamente baja.
El principio es que la xantina oxidasa cataliza la reacción de oxidación de los sustratos xantina o hipoxantina en condiciones aeróbicas para producir ácido úrico, al mismo tiempo que produce O2-. Este último puede reaccionar con el agente quimioluminiscente luminol para excitarlo. La SOD puede eliminar el O2- y así inhibir la quimioluminiscencia del luminol. Este método se puede aplicar a la microdeterminación de SOD, con alta sensibilidad, simplicidad y precisión al menos similar al método de reducción del citocromo C.
Miden la actividad de SOD, mientras que los métodos inmunológicos pueden determinar la masa de SOD en la muestra, por lo que tienen buena especificidad y son métodos ideales para medir SOD. Los métodos inmunológicos incluyen radioinmunoensayo, inmunoensayo de quimioluminiscencia, ELISA, etc. Pero su inconveniente es que sólo puede detectar el antígeno correspondiente del anticuerpo, y para detectar diferentes tipos de SOD, es necesario preparar los anticuerpos específicos correspondientes, lo cual es engorroso.
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