第三节　由基的防御作用

生物体内具有防御自由基毒害的抗氧化剂或抗氧化酶。

一、超氧化物歧化酶作用

SOD是催化O[XB]2[/XB][SB]-[/SB]歧化反应的酶类，这种歧化反应属于自身氧化还原反应，O[XB]2[/XB][SB]-[/SB]的歧化反应在H[SB]-[/SB]存在下，经SOD催化，一半O[XB]2[/XB][SB]-[/SB]氧化为O[XB]2[/XB]，O[XB]2[/XB][SB]-[/SB]的另一半还原为O[XB]2[/XB][SB]2-[/SB]。

SOD+O[XB]2[/XB][SB]-[/SB]→SOD[SB]-[/SB]+O[XB]2[/XB]

SOD[SB]-[/SB]+O[XB]2[/XB][SB]-[/SB]+2H[SB]+[/SB]→SOD+H[XB]2[/XB]O[XB]2[/XB]

（SOD：氧化型，SOD[SB]-[/SB]：还原型）

SOD是生物对抗O[XB]2[/XB][SB]-[/SB]毒性的酶，产物之一H[XB]2[/XB]O[XB]2[/XB]又可与O[XB]2[/XB][SB]-[/SB]相互作用（Haber-Weins反应）产生OH·，借以清除细胞内O[XB]2[/XB][SB]-[/SB]。缺氧条件下，培养的大肠杆菌里SOD含量少；有氧条件下，培养的大肠杆菌里SOD含量高。如果将上述两种大肠杆菌置于20个大气压的O[XB]2[/XB]及N[XB]2[/XB]条件下培养，当即见到无O[XB]2[/XB]条件下预先培养的大肠杆菌迅速死亡；有O[XB]2[/XB]条件下，预先培养的大肠杆菌对O[XB]2[/XB]有抵抗性，因此，SOD在防止O[XB]2[/XB][SB]-[/SB]的毒性方面具有重要意义。

SOD有含Cu、Zn的SOD（Cu、Zn-SOD），含Fe的SOD（Fe-SOD）及含Mn的SOD（MnSOD）三种存在形式。生物界中，细菌等原核生物及线粒体含有Fe-SOD和Mn-SOD，与高等动物所含的Cu、Zn-SOD相比，其蛋白质部分截然不同。目前从牛红细胞中提取了比较多的Cu、Zn-SOD，其结晶纯品已开始用于临床。各种SOD进行的歧化反应稍有不同，Fielden等测出Cu、Zn-SOD中的Cu有1/4处于还原不被氧化状态，这是因为有一部分Cu与O[XB]2[/XB][SB]-[/SB]进行反应，另一部分处于非反应状态。

Pick等测出大肠杆菌的Mn-SOD对O[XB]2[/XB][SB]1[/SB]的催化反应有两种速度，推测Mn-SOD以三种形式存在并参与反应。

Fe-SOD参与反应的机制与Cu、Zn-SOD一样按两步进行：

SOD生理功能可归纳为：保护细胞，对抗氧的毒性；有助于H[XB]2[/XB]O[XB]2[/XB]浓度的调节，对付微生物的侵害。

二、维生素E的作用

维生素E又名生育酚，天然的生育酚有七种，其中分布最广泛的是α-生育粉，具有抗氧化作用。维生素E可抑制肝细胞内微粒体的过氧化脂类的生成。据报道，给予鼠维生素E有延长寿命的作用，在胎儿成纤维细胞传代培养中，给予维生素E者，传代数增加，可抑制过氧化脂类生成，其原因是作为生物体内自由基淬灭自由基（LOO·）生成的苯羟自由基的过程可被巯基化合物还原，特别是被GSH还原成生育酚，从而使生育酚能更有效的发挥作用。

维生素C也有与维生素E同样的作用，然而维生素E是脂容性，维生素C是水溶性，基作用场所不同，维生素C可使水中自由基淬灭，在防止膜受攻击上有重要意义。

三、过氧化氢酶、过氧化物酶的作用

体内H[XB]2[/XB]O[XB]2[/XB]可被氧化酶和氧化物酶转变为H[XB]2[/XB]O[XB]2[/XB]消除H[XB]2[/XB]O[XB]2[/XB]的毒性。过氧化氢酶可催化两两分子H[XB]2[/XB]O[XB]2[/XB]生成H[XB]2[/XB]O[XB]2[/XB]和O[XB]2[/XB]过氧化物酶利用H[XB]2[/XB]O[XB]2[/XB]直接胺类等物质，某些组织中含有一种含硒的谷胱氧化酶，可使LOOH或H[XB]2[/XB]O[XB]2[/XB]与GSH反应将LOOH变成无毒的醇类。

活性氧的代谢途径及清除体系如图9-5所示。

图9-5 活性氧的代谢途径及清除体系

←：活性生成反应；□：活性氧；：清除酶系；AH：清除低分子化合物；AH：电子供体