S0D课程设计-喜儿.docVIP

课程设计 题 目：SOD的制备 姓 名: 王祖喜 学 院：生命科学与技术学院 班 级：2010级生物技术1班 学 号：20101105977 指导老师：杜玲 时 间：2013年5月4日 目录 一 概述 2 1、课程设计的目的 2 2、课程设计的要求 2 二 内容 2 1、自由基和SOD 2 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 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 一 概述 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 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药、化工、食品等生产行业的一个热门研究课题[2]。 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[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水相互作用缔合成一个“口袋”状二聚体, 每个亚基含一个Cu2+ 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Zn2+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。Cu2+和Zn2+之间通过共同连接的组氨酸His61 形成“咪唑桥”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Cu2+ 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, Cu2+和Zn2+对活性中心所起的作用不同, Cu2+为CuZn-SO