1、 课程设计课程设计 题 目：SOD 的制备 姓 名: 学 院：生命科学与技术学院生命科学与技术学院 班 级：20102010 级生物技术级生物技术 1 1 班班 学 号： 指导老师： 时 间：20132013 年年 5 5 月月 4 4 日日 1 目录目录 一 概述 . 1 1、课程设计的目的 . 1 2、课程设计的要求 . 1 二 内容 . 1 1、自由基和 SOD . 1 2、SOD 的研究进展 . 5 3、SOD 的研究展望 . 6 4、SOD 检测方法的确定 6 5、SOD 提取的器材与试剂 7 6、SOD 粗酶制品的获取 7 7、SOD 粗酶品的精制 . 7 8、SOD 的鉴定 .
2、8 9、实验结果及分析 . 9 10、实验思考 9 11、附录 . 9 三 参考文献 10 2 一一 概述概述 1、 课程设计的目的 课程设计的目的在于发展学生的科学探究能力、提高学生的科学素养。 2、 课程设计的要求 设计的内容必须包括：调查该酶的基本性质、应用情况；检测方法的确定； 粗酶制品的获得；酶粗品的精制；酶的鉴定。 二二 内容内容 1、 自由基和 SOD 1.1 自由基的概念 氧自由基(Reactive Oxygen species,ROS)或称活性氧，主要包括超氧阴离 子自由基、羟自由，以及有机过氧化物自由基等。生命体在正常代谢过程中产生 ROS， 而一些外界环境因素能增加细胞中
3、ROS的浓度,若不能及时清除以恢复平 衡， 会引起生物膜的过氧化损伤， 甚至造成细胞器的损害和DNA与蛋白质等的 降解与失活。 1.2 SOD的基本性质 1.2.1 SOD的研究简述 生物体内低浓度超氧阴离子自由基( O- 2 ) 是维持生命活动所必需的, 其 浓度过高时, 可引起机体组织细胞氧化损伤, 导致机体发生疾病, 甚至死亡。 超 氧化物歧化酶( Superox ide dismutase, 简称SOD) 是清除生物体内超氧阴离子 自由基的一种重要抗氧化酶, 具有抗衰老、抗癌、防白内障等作用 1, 因而受到 全世界学术界广泛关注, 使之成为涉及分子生物学、微生物学、医学等学科领域 及医
4、药、化工、食品等生产行业的一个热门研究课题 2。 3 1.2.2 SOD 的概念 超氧化物歧化酶(superoxide dismutase)简称 SOD， 是一种生物活性蛋白质， 是人体不可缺少、重要的氧自由清除剂，也是目前为止发现的唯一的以自由基为 底物的酶。它广泛存在于各类生物体内 3。 1.2.3 SOD的发现 1938 年, Mann和Keilin从牛红细胞中分离提取出一种含Cu的血铜蛋白, 1953 年Keilin又从小牛肝、 鲸肝分离出肝铜蛋白。 1968 年McCord 和Fr idovich 根据血铜蛋白、肝铜蛋白、脑铜蛋白皆有O- 2歧化活性, 将此酶命名为超氧化物 歧化酶
5、4 。 1.2.4 SOD的分类和分布 SOD广泛存在于动、植物及微生物中 5。根据其结合金属种类不同, 可分为 三类: 第一类为CuZn- SOD, 呈蓝绿色, 相对分子量约为32kDa , 主要存在于真 核细胞细胞浆、叶绿体和过氧化物酶体内; 第二类为Mn - SOD, 呈紫红色, 相对 分子量约为40kDa , 主要存在于真核细胞线粒体和原核细胞中;第三类为Fe- SOD, 呈黄褐色, 相对分子量约为38.7kDa, 主要存在于原核细胞及一些植物中 4 。 1.2.5 SOD的结构与催化机理 1.2.5.1 CuZn- SOD的结构 CuZn - SOD分子由两个相同的亚基通过非共价键疏
6、水相互作用缔合成一个 “口袋”状二聚体, 每个亚基含一个Cu 2+ 和一个Zn2+ , 由半胱氨酸Cy s55和 Cys144 的巯基构成的二硫键对亚 基缔合起重要作用。位于“口袋”底部的Cu2+ 与 四个组氨酸残基( His - 44, - 46, - 61, - 118) 和一个H2O 配位, 形成一个 畸变的四方锥结构, 构成该酶的活性中心。 而Zn 2+则与三个组氨酸残基( His- 61, - 69, - 78) 的咪唑氮和一个天冬门氨酸残基( Asp- 81) 的羧基氧原子配位, 形 成扭曲的四面体结构。Cu 2+和Zn2+之间通过共同连接的组氨酸His61 形成“咪唑 4 桥”结构。位于活性中心的组氨酸直接影响酶的活性, 在“口袋”边与Cu 2+ 相距 6 的位置, 有一个带正电荷的精氨酸残基Arg 143, 它能够吸引O- 2进入口袋, 并诱导O- 2进入活性中心, 为催化反应提供质子, 加快反应进行。 实验证明, Cu 2+ 和Zn 2+对活性中心所起的作用不同, Cu2+为CuZn-SOD活性所必需, 而Zn2
