超氧化物歧化酶 - “十一五”上海重点图书 - 中国高校教材图书网
|
书名： |
超氧化物歧化酶
“十一五”上海重点图书
|
| ISBN： | 978-7-5628-2450-3/TQ.136 |
条码： | |
| 作者： |
袁勤生
相关图书
|
装订： | 平装 |
| 印次： | 1-1 |
开本： | 16开 |
| 定价： |
￥68.00
折扣价：￥61.20
折扣：0.90
节省了6.8元
|
字数： |
|
| 出版社： |
华东理工大学出版社 |
页数： |
|
| 发行编号： | |
每包册数： |
|
| 出版日期： |
2009-05-01 |
|
|
| 内容简介： |
就蛋白质科学的发展史而言，超氧化物歧化酶是一类古老而年轻的蛋白质。说它古老是因为早在上个世纪30年代它就已经在剑桥大学Keilin的实验室被发现了。Keilin一生在呼吸链氧化还原酶的开创性研究方面贡献卓著，也是我国生物化学先驱王应睐先生的导师。Keilin和Mann首先从牛的红细胞中分离出一种含铜离子的蓝色蛋白，但是当时还不知道它的生物功能。一直到三十多年以后，美国杜克大学的McCord和Fridovich才发现它具有超氧化物歧化酶的作用，从而使长期被埋没的明珠焕发出了青春光彩。作为一种酶蛋白，超氧化物歧化酶的作用是催化细胞内超氧化物自由基转化为氧和过氧化氢，而且它催化的转换率（turnover number）比任何已知的酶都要高。超氧化物歧化酶的这种功能对细胞的正常代谢是至关重要的，因为超氧化物自由基如果不能迅速及时清除就会导致细胞的老化或癌变。此外超氧化物歧化酶基因的突变可以导致运动神经元疾病，即家族性侧索硬化症；而超氧化物歧化酶的过度表达则可产生唐氏综合征。由此可见有关超氧化物歧化酶结构与功能的研究不仅在细胞的正常生长方面具有重要的理论意义，而且在临床上对机体老化和癌变以及有关疾病的防治也具有实际应用的价值。随着国内外对超氧化物歧化酶研究的日益广泛深入，有关文献资料的积累也日益增加。现在由国内活跃在这一领域的专家将它们整理汇编成《超氧化物歧化酶》专著，我认为是十分必要的，希望这一专著的出版对我国超氧化物歧化酶的研究和开发应用发挥有益的促进作用。
|
| 作者简介： |
|
|
| 章节目录： |
1SOD的发现和研究进展1
1.1SOD的发现1
1.2SOD的研究现状2
1.2.1SOD的理论研究3
1.2.2SOD的药用研究4
1.2.3SOD的应用研究5
1.2.4rh SOD分子生物学研究的进展及问题6
参考文献8
2SOD的种类与分布11
2.1概述11
2.2微生物中SOD的种类与分布12
2.2.1SOD在原核微生物中的种类与分布12
2.2.2SOD在真核微生物中的种类与分布13
2.2.3SOD在寄生虫中的分布13
2.2.4SOD在藻类生物中的分布13
2.3植物SOD的种类与分布14
2.3.1植物SOD的种类与分布14
2.3.2植物SOD在抗逆中的作用15
2.4动物SOD的种类与分布16
2.4.1人SOD的种类与分布16
2.4.2人MnSOD与疾病17
2.4.3SOD在动物组织及器官中的分布18
参考文献19
3SOD的分子结构22
3.1SOD分子的一级结构22
3.1.1Cu,ZnSOD的氨基酸组成及一级结构22
3.1.2MnSOD的一级结构24
3.1.3ECSOD的一级结构24
3.1.4FeSOD的一级结构26
3.2SOD分子的高级结构28
3.2.1Cu,ZnSOD分子的高级结构28
3.2.2MnSOD分子的高级结构32
3.2.3ECSOD分子的高级结构33
3.2.4FeSOD分子的高级结构35
3.3SOD的活性中心37
3.3.1Cu,ZnSOD的活性中心及其催化机理37
3.3.2ECSOD的活性中心45
3.3.3MnSOD的活性中心45
3.3.4FeSOD的活性中心47
3.4Fe/MncSOD的分子结构48
3.4.1Fe/MncSOD简介48
3.4.2Ps Fe/MncSOD单体的结构50
3.4.3Ps Fe/MncSOD四聚体的结构51
3.4.4Ps Fe/MncSOD的活性中心51
参考文献54
4SOD与生物进化57
4.1活性氧是生物进化的动力57
4.2SOD的进化59
4.3SOD基因的表达与调控65
4.4SOD的基因和转基因操作66
4.5SOD与生存期调节67
4.5.1生命周期的延长和抗氧化应力提高间的关系67
4.5.2SOD延长生命周期的组织特异性67
4.5.3SOD延长生命周期的机理67
4.6Cu,ZnSOD的外显子基因与Cu,ZnSOD分子结构的进化机制假说67
参考文献69
5SOD的理化特点70
5.1SOD全酶的相对分子质量及亚基相对分子质量70
5.1.1Cu,ZnSOD的相对分子质量、亚基数及铜锌含量70
5.1.2MnSOD的相对分子质量及亚基相对分子质量71
5.1.3FeSOD的相对分子质量及亚基的相对分子质量72
5.2SOD的氨基酸组成及特点73
5.2.1Cu,ZnSOD的氨基酸组成及特点73
5.2.2MnSOD的氨基酸组成及特点76
5.2.3FeSOD的氨基酸组成及特点77
5.2.4ECSOD的氨基酸组成及特点79
5.3金属辅基与酶活性79
5.4SOD的电泳性质80
5.5SOD的光谱性质82
5.5.1Cu,ZnSOD的吸收光谱82
5.5.2MnSOD的吸收光谱84
5.5.3FeSOD的吸收光谱85
5.6电子顺磁共振(EPR)波谱86
5.7SOD的稳定性87
5.7.1变性剂和还原剂87
5.7.2SOD的热稳定性88
5.7.3SOD的pH稳定性89
5.8SOD的特殊反应90
5.8.1对氰化物的敏感性90
5.8.2SOD对H2O2的敏感性90
5.8.3氯仿乙醇对SOD活性的影响90
5.9SOD的活性保护与失活作用90
5.9.1糖类对SOD活性的保护91
5.9.2有机酸对SOD活性的影响91
5.9.3还原剂对Cu,ZnSOD的失活和还原作用91
5.9.4SOD与电离辐射92
5.9.5金属螯合作用92
参考文献92
6SOD的化学修饰94
6.1设计酶化学修饰的注意点94
6.2酶化学修饰方法的选择95
6.2.1修饰反应专一性的控制95
6.2.2修饰程度和修饰部位的测定97
6.2.3化学修饰反应条件的控制97
6.3对SOD特殊氨基酸残基侧链基团的化学修饰98
6.3.1对精氨酸残基的修饰98
6.3.2对组氨酸残基的修饰99
6.3.3对半胱氨酸残基的修饰99
6.4对SOD非活性部位的赖氨酸残基的修饰99
6.4.1PEG对SOD的修饰99
6.4.2多糖类物质对SOD的化学修饰102
6.4.3聚烯属烃基氧化物对SOD的化学修饰102
6.5SOD化学修饰实例104
6.5.1PEG修饰SOD104
6.5.2低分子肝素（LMWH）修饰SOD104
6.5.3牛血清白蛋白修饰SOD104
6.5.4棕榈酸修饰SOD105
6.5.5右旋糖酐对SOD的化学修饰105
6.5.6β环糊精对SOD的化学修饰105
6.6修饰SOD的性质106
6.6.1在血液中的半衰期106
6.6.2修饰SOD的免疫原性106
6.6.3修饰SOD的抗炎活性107
6.6.4修饰SOD的膜通透能力107
6.6.5修饰SOD体内分布的改变107
6.6.6修饰SOD理化性质的改变108
6.7酶化学修饰动力学108
6.7.1RayKoshland方法109
6.7.2邹承鲁作图法109
6.7.3酶化学修饰的动力学机制117
6.7.4酶活性修饰过程中底物反应动力学119
6.8超氧化物歧化酶化学修饰的展望123
参考文献124
7SOD的分子生物学127
7.1Cu,ZnSOD的分子生物学127
7.1.1Cu,ZnSOD的基因特征127
7.1.2Cu,ZnSOD表达的调控132
7.1.3Cu,ZnSOD基因的克隆与表达133
7.1.4不同细胞定位的Cu，ZnSOD基因结构差异136
7.1.5植物SOD基因的组织特异性表达136
7.2MnSOD的分子生物学137
7.2.1人MnSOD的分子生物学特性137
7.2.2MnSOD表达的调控139
7.2.3人MnSOD启动子的突变导致人MnSOD在癌细胞中表达减少140
7.2.4果蝇MnSOD基因特征148
7.2.5hMnSOD基因的克隆与表达148
7.2.6心脏缺血再灌流中，通过氧化还原信号传递将死亡信号转变成生存信号
149
7.3ECSOD的分子生物学154
7.3.1人类ECSOD的基因结构154
7.3.2ECSOD启动子的结构154
7.3.3ECSOD基因的调控154
7.3.4ECSOD转录和表达的调节156
7.3.5人ECSOD基因的突变157
7.3.6hECSOD的克隆与表达157
7.4FeSOD的分子生物学158
7.4.1甲藻FeSOD的前导序列与在多细胞器中的定向转运分析158
7.4.2水稻圆锥花序FeSOD164
参考文献167
8SOD的药理与毒理活性170
8.1概述170
8.2SOD的抗辐射作用171
8.2.1放射损伤及其分类171
8.2.2放射损伤的机制173
8.2.3SOD对放射损伤的防护作用及其机制175
8.3SOD与糖尿病的慢性并发症176
8.3.1糖尿病的慢性并发症（DCC）176
8.3.2氧化应激与DCC177
8.3.3MnSOD与DCC的关系177
8.4SOD与肺病179
8.4.1氧化应激与肺病179
8.4.2肺组织中的SOD179
8.4.3ECSOD与肺病180
8.5SOD的抗炎作用181
8.5.1炎症181
8.5.2自由基与炎症181
8.5.3SOD的抗炎作用182
8.6SOD在缺血再灌流损伤中的作用183
8.6.1缺血再灌流与氧化应激183
8.6.2SOD与缺血再灌流185
8.7SOD在心血管疾病中的作用186
8.7.1心血管疾病的病理生理学186
8.7.2氧自由基与CVD188
8.7.3SOD与CVD189
8.8SOD在脑组织中的调控作用189
8.9SOD对肿瘤的作用189
8.9.1自由基与肿瘤189
8.9.2SOD与肿瘤190
8.10抗衰老及其他190
8.10.1SOD抗衰老的作用190
8.10.2SOD的其他药理活性191
8.11SOD的毒理研究192
参考文献193
9SOD与氧自由基198
9.1氧自由基的种类和特性198
9.1.1自由基的性质198
9.1.2超氧阴离子自由基（O〖〗·2）200
9.1.3羟基自由基（·OH）203
9.1.4NO自由基205
9.1.5过氧化氢207
9.1.6脂质过氧化209
9.2SOD与氧自由基的关系214
9.2.1SOD与自由基214
9.2.2氧自由基的相互作用215
9.2.3NO、O〖〗·2与SOD的关系217
9.3自由基生物学221
9.3.1氧自由基在生物体内的作用221
9.3.2生物体内自由基的产生与清除223
参考文献233
10抗氧酶与天然抗氧剂235
10.1生物体内的重要抗氧酶235
10.1.1超氧化物歧化酶（SOD）235
10.1.2过氧化氢酶和过氧化物酶236
10.1.3谷胱甘肽过氧化物酶238
10.1.4谷胱甘肽转硫酶241
10.1.5其他过氧化物酶243
10.1.6过氧化氢酶与谷胱甘肽过氧化物酶的协同作用245
10.2天然抗氧剂245
10.2.1天然抗氧剂的分类246
10.2.2重要的天然抗氧剂246
10.3超氧化物还原酶（SOR）253
10.3.1SOR的分子结构253
10.3.2SOR催化作用的特点255
10.3.3SOR催化作用的机制256
10.3.4SOR的生物学意义256
10.4衰老与氧化损伤256
10.4.1衰老与氧化应激256
10.4.2热休克蛋白（Hsp）257
10.4.3衰老过程中氧化损伤产物的积累和酶的失活258
10.4.4衰老氧化损伤理论的含义259
参考文献259
11类SOD的结构与功能262
11.1类SOD的来源及其简易判别法262
11.2含SOD和类SOD的植物资源262
11.3天然类SOD活性化合物265
11.3.1大分子类SOD活性化合物265
11.3.2小分子类SOD活性化合物266
11.4海洋生物抗氧剂的研究与开发268
11.4.1大分子自由基清除剂268
11.4.2小分子天然抗氧剂269
11.5SOD的模拟研究270
11.5.1SOD的模拟研究现状270
11.5.2Cu,ZnSOD的模拟275
11.5.3MnSOD的模拟276
11.5.4FeSOD的模拟276
11.5.5SOD的功能模拟276
11.5.6模拟类SOD活性化合物——胶束化合物277
11.6类SOD的活性测定278
参考文献278
12SOD同工酶281
12.1同工酶的概念281
12.1.1同工酶形成的结构基础281
12.1.2同工酶的应用285
12.2同工酶的分离、纯化及鉴定286
12.2.1几种常用的分离和测定同工酶的方法287
12.2.2同工酶类型的鉴别288
12.3SOD同工酶谱带的鉴定290
12.3.1实验方法290
12.3.2土豆伤愈组织的SOD同工酶291
12.4SOD同工酶292
12.4.1SOD同工酶的来源和分类293
12.4.2SOD同工酶的研究和应用295
参考文献297
13SOD活性的测定300
13.1直接法与间接法301
13.1.1直接法301
13.1.2间接法301
13.2最常用的SOD测活方法302
13.2.1黄嘌呤氧化酶细胞色素c法（McCord法）302
13.2.2经典连苯三酚自氧化法（改良Marklund法）303
13.2.3微量连苯三酚法（325 nm法）305
13.2.4黄嘌呤氧化酶NBT还原法305
13.2.5化学发光法307
13.3SOD活性的一般测定方法308
13.3.1MTT法309
13.3.2亚硝酸盐法310
13.3.3肾上腺素自氧化法311
13.3.4极谱氧电极法312
13.3.5氯化NBT还原法313
13.3.6盐酸羟胺发色法316
13.3.7羟多巴胺法317
13.3.8光化学法318
13.3.9免疫学方法319
13.3.10电泳法321
13.4Cu,ZnSOD、MnSOD和FeSOD的鉴别与活性测定322
13.4.1MnSOD和Cu,ZnSOD的鉴别322
13.4.2FeSOD活性测定324
13.5SOD测活方法的比较325
13.5.1SOD三种测活方法的比较325
13.5.2建议在SOD测活方法中采用参照品方法328
参考文献329
14SOD纯度的鉴定331
14.1根据SOD的比活鉴定331
14.2根据SOD的均一性鉴定332
14.2.1电泳分析法332
14.2.2高效凝胶色谱分析法338
14.2.3超速离心法339
14.3根据SOD某些特殊理化性质的鉴别法340
14.3.1根据金属离子含量的分析法341
14.3.2根据最大紫外吸收鉴别法341
14.3.3根据相对分子质量鉴别法341
14.3.4根据SOD的构象融点温度鉴别法342
14.3.5末端分析法343
参考文献347
15SOD的制备技术348
15.1SOD分离纯化的一般原则348
15.1.1建立一个可靠和快速的测活方法348
15.1.2SOD原料的选择348
15.1.3SOD提取方法的选择349
15.1.4SOD纯化方法的选择351
15.2SOD分离纯化中的关键技术363
15.2.1SOD原料的预处理365
15.2.2SOD层析技术的选择367
15.2.3超滤技术368
15.2.4变复性技术368
15.3SOD的制备技术（实例）369
15.3.1动物血SOD的制备技术370
15.3.2人肝MnSOD的制备方法371
15.3.3植物SOD的制备方法371
15.3.4微生物SOD的制备技术373
15.3.5基因重组人SOD的制备技术376
参考文献381
16SOD在医药上的应用研究３85
16.1自由基与疾病３85
16.1.1自由基与环境污染３85
16.1.2药物、毒物与自由基的关系３86
16.1.3自由基与氧中毒３88
16.1.4自由基与辐射损伤３88
16.1.5自由基与衰老389
16.1.6自由基与癌391
16.2SOD与疾病393
16.2.1SOD与辐射防护393
16.2.2SOD与自身免疫性疾病397
16.2.3SOD与心血管疾病399
16.2.4SOD与缺血再灌流400
16.2.5SOD与肿瘤402
16.3SOD临床应用的最新动态404
16.3.1动脉粥样硬化404
16.3.2糖尿病405
16.3.3慢性阻塞性肺疾病406
16.3.4关节病407
16.3.5肌萎缩性侧索硬化症408
16.3.6佩罗尼病408
16.3.7SOD在眼疾防治上的应用409
16.3.8现代病的预防与治疗410
16.3.9呼吸窘迫综合征的早产儿410
16.4我国药用SOD的研究与进展411
16.4.1化学部分411
16.4.2药理、毒理部分414
16.4.3药代动力学研究415
16.4.4生物利用度研究416
16.4.5临床试验416
参考文献418
17SOD在工业上的应用420
17.1SOD在食品工业上的应用420
17.1.1SOD在食品中的存在形式420
17.1.2SOD的抗氧化作用421
17.1.3SOD口服有效性的研究421
17.1.4提高蛋白质（酶）及肽类药物生物利用度的方法426
17.2SOD在日化工业上的应用428
17.2.1SOD在护肤品上的应用429
17.2.2SOD对牙齿、口腔的保健作用437
参考文献438
18SOD在农业上的应用440
18.1植物体内活性氧的形成及其作用440
18.1.1植物体内超氧阴离子（O〖〗·2）的形成及作用441
18.1.2植物体内过氧化氢（H2O2）的形成及作用442
18.1.3羟自由基（·OH）的形成机理442
18.1.4单线态氧（1O2）的形成机理442
18.1.5活性氧在植物细胞中的作用442
18.2抗氧酶与植物抗逆性的关系443
18.2.1SOD与植物抗逆性的关系443
18.2.2过氧化氢酶（CAT）与植物抗逆性的关系444
18.2.3谷胱甘肽还原酶（GR）444
18.2.4抗坏血酸过氧化物酶（APx）445
18.2.5部分抗氧剂的作用445
18.2.6环境对抗氧化的影响447
18.2.7植物抗氧化能力的基因工程448
18.3转基因植物450
18.3.1转SOD基因对农作物的抗逆研究450
18.3.2植物基因的转化方法454
18.3.3利用转基因植物生产生物药460
18.4动植物转SOD基因的制备方法463
18.4.1转基因动物SOD的制备方法463
18.4.2转基因植物SOD的制备方法464
18.5SOD在果蔬上的应用465
18.5.1发展类SOD水果的原动力465
18.5.2类SOD水果的微生态学基础465
18.5.3类SOD产品的性能466
18.5.4类SOD水果及其功能466
18.5.5我国类SOD水果的生产现状466
18.6SOD在农业上的应用前景467
参考文献469
附录本书英文缩写一览表473
|
| 精彩片段： |
许多文献中都提到McCord和Fridovich，是他们在1969年发现了SOD。其实不尽然，SOD实际上早在1930年就已由Keilin和Mann发现，不过在当时他们仅认为是一种蛋白质，并命名为血铜蛋白（ergthrocuprcin）。而McCord和Fridovich的功劳就在于发现这种蛋白质有酶的活性，并正式命名为超氧化物歧化酶。
SOD的发现过程蕴藏着许多有趣的故事。20世纪60年代初在美国杜克（Duke）大学工作的Fridovich对黄嘌呤氧化酶（XO）特别感兴趣，他对XO与细胞色素c的关系进行了深入研究，认为XO将O2还原成超氧阴离子自由基（O〖〗·2），O〖〗·2与XO结合形成一个中间体，抑制剂和细胞色素c都可与酶的同一位置相结合，这是一种竞争性抑制剂。为了证实这种假设，Fridovich 将验证工作交给了新来的研究生McCord。尽管McCord既聪明又勤奋，工作十分努力，但实验并不顺利，得到的总是负结果，多次失败使他产生了疑虑，McCord开始怀疑导师的假设是否合理。1968年4月2日，他偶然发现了XO/X（黄嘌呤）系统能使亚甲蓝还原。人们早知道亚甲蓝可通过溶液把电子传至细胞色素c，这一发现启发他联想到O〖〗·2是否也像亚甲蓝那样能通过溶液将电子传递给细胞色素c，也就是说O〖〗·2并不是被酶束缚着的。于是McCord马上测定Km（米氏常数）值，奇迹出现了，在X或细胞色素c浓度10倍于XO浓度时，X的Km值并不随着XO浓度变化而变化，说明XO与细胞色素c及O〖〗·2不结合也不与其他物质作用，这使他对O〖〗·2的作用方式有了突破性的认识。那么，抑制剂究竟是直接与细胞色素c作用造成抑制还是通过催化作用消耗掉O〖〗·2而造成抑制呢？前一种假设很快被否定，因为实验中显示在抑制剂与细胞色素c的分子数比为1∶1 000时仍产生抑制作用，很显然后一种假设较为合理。但由于旧观念的束缚，他们在投稿时有意隐瞒了这一点，而是把抑制剂称为肌球蛋白，仅在稿末附注中提到可能是一种酶。又过了1年即1969年，经文献检索才得知，原来这个所谓“肌球蛋白”早在30年前就已被发现和研究！于是他们给这个蛋白质定名为superoxide dismutase，中文名译为超氧化物歧化酶，这就是SOD发现的曲折过程。为此，我们把导师Fridovich 和他的学生McCord称为SOD的创始人。
除发现SOD外，McCord和Fridovich还对自由基生物学作出了巨大的贡献。1900年M.Gomberg制得了三苯甲基自由基，从而确定了自由基的概念。经过了近30年，即到1929年，又制得了寿命更短的甲基自由基和乙基自由基，使自由基的存在得到进一步的确认。在20世纪30年代，L.Michaelis明确表明所有生物氧化反应每次都是传递一个电子。然而Westtheiner 检出乙醇脱氢酶是通过一个立体特异性机制还原乙醇的，这一关键性论证虽被许多人采纳，但任何酶促还原反应都可能涉及自由基这一事实却都被忽略了，由此引起了历史上关于自由基的争论。在McCord和Fridovich发现SOD以前，人们几乎一致认为自由基不可能存在于生物体，尤其是动物细胞中。他们的发现打破了这种观念。他们的实验还证实： 通过自由基反应的电离辐射能造成细胞损伤，引起多种疾病及加速机体衰老。这一新发现，成为SOD和自由基生物学发展史上新的里程碑。
J.McCord是I.Fridovich的学生，他们不仅发现了SOD，而且在SOD与自由基、SOD与疾病、自由基与疾病等多个课题上获得了许多开创性的成果。现在他们仍健在，不过在1973年后两人的研究方向有了变化，Fridovich仍集中研究SOD，侧重研究SOD的作用机制、氧代谢及有氢代谢中O〖〗·2的作用等，而McCord则转向重点研究自由基与疾病，尤其是氧自由基与炎症、肿瘤、肺气肿和糖尿病的关系等，1981年后还着重研究氧中毒及缺血再灌流损伤。Fridovich业已退休，而McCord仍在杜克大学的医学中心工作。
1.2SOD的研究现状
|
| 书 评： |
|
|
| 其 它： |
|
|
|
中国大学出版社协会 |
首页 |
宏观指导 |
出版社天地 |
图书代办站 |
教材图书信息 |
教材图书评论 |
在线订购 |
教材征订
