超氧化物歧化酶研究和应用进展

超氧化物歧化酶是一类广泛存在于动物、植物和微生物多种生物体内的金属酶,与铜(Cu)、锌(Zn)、铁(Fe)、锰(Mn)等微量元素代谢有密切关系.该酶是生物体内一种重要的氧自由基清除剂,具有重要的生物学功能,已成为化学、生物学、医学、食品科学和畜牧兽医学等多个学科领域研究的热点.文章从其来源、种类和分布,结构和理化特性,基因克隆、表达和调控,蛋白的制备,开发应用等方面进行了回顾和综述,并就存在的问题和前景进行了分析和探讨.     

饲料中添加铜对生长猪血液中含铜酶活性的影响

通过饲料中添加铜的饲养试验,检测铜对血液中含铜酶——铜蓝蛋白和铜锌超氧化物歧化酶(CuZn-SOD)的影响,探索铜在促生长过程中发挥抑制氧化还原作用的内在机理。试验结果表明:在饲料中添加一定浓度的铜,能够显著提高血液中铜蓝蛋白的活性;不同铜源和浓度,对CuZn-SOD活性影响不明显;适宜浓度的铜可能通过上调血液中铜蓝蛋白的活性来发挥其增加机体抗氧化能力的生理作用,为机体提供稳定的内在环境。     

铜对动物体内自由基防御系统酶活性及其基因表达的影响

作者简述了动物体内自由基的产生及其对动物体的损害，并较为详细地综述了高铜与低铜对动物体内铜锌超氧化物歧化酶、谷胱甘肽过氧化物酶、过氧化氢酶、金属硫蛋白与铜蓝蛋白等自由基防御系统酶与蛋白酶的活性及其基因表达的影响。     

铜对猪原代肝细胞含铜酶活性的影响

选用新生仔猪的肝进行细胞分离培养,建立肝细胞体外培养模型,施以不同质量浓度的铜进行试验,观察记录肝细胞生长情况,检测含铜酶中的铜蓝蛋白(CP)、铜锌超氧化物歧化酶(CuZn-SOD)和丙二醛(MDA)的变化.试验结果表明:在细胞培养液中添加一定质量浓度的铜,可提高CP和CuZn-SOD的活性.低质量浓度的铜对CP的影响很小；当铜质量浓度逐渐升高时,CP活性显著升高,但当铜质量浓度过高则抑制CP活性.低质量浓度铜对MDA影响不大,但随着铜质量浓度的增加MDA含量迅速升高.     

绒山羊必需微量元素缺乏与中毒症探讨

1 铜 1.1 生物学功能 在各种微量元素中,铜对绒山羊的作用最为广泛.铜参与造血过程,它可促进铁在小肠内的吸收;铜组建的铜蓝蛋白可将储存于肝中的Fe3+转变为Fe2+,促进血红蛋白的合成与红细胞的生成.铜是脑超氧化物歧化酶的辅基,促进脑磷脂的合成,以保证大脑和脊髓的神经髓鞘发育正常.铜是细胞色素氧化酶的组成成分,参与传递电子,以保证三磷酸腺苷的生成.铜所构成的多酚氧化酶,可催化酪氨酸转变为黑色素,将-SH转变成-S-S,以促进绒毛的生长和增大弯曲度(杨志强,1998).铜还是赖氨酰氧化酶和单胺氧化酶的辅基,参与骨中胶原交叉连接,促进胶原成熟,保证了骨胶原的稳定性和强度.     

有机微量元素并不总是有效

饲喂适宜水平的锌和铜对动物健康非常重要,能够增强免疫功能、促进组织生长。人们已经在肉仔鸡日粮中普遍添加包括有机形式的锌和铜,但是,并不是所有的有机微量元素在促进动物健康方面具有同等的效果。一种完全明确的、DH值稳定的新一代有机微量元素能比其它所有的矿物质元素带来更大利益。锌是细胞内酶的组成中最重要金属元素,在细胞增殖和死亡、免疫应答、繁殖、基因调节、抗氧化应激和氧化损伤方面发挥着重要的作用。以锌在基因调节方面的作用来说,锌是合成胶原蛋白和胶蛋白这两种重要的结构性蛋白所必需的元素。     

高铜对雏鸡血清中含铜酶活性的影响

选用1日龄艾维茵肉鸡420只,随机分为7组,分别喂以对照日粮(Cu11mg/kg)、高铜日粮(Cu100mg/kgⅠ、Cu200mg/kgⅡ、Cu300mg/kgⅢ、Cu400mg/kgⅣ、Cu500mg/kgⅤ、Cu600mg/kgⅥ)6周。结果显示:与对照组相比,Ⅰ组、Ⅱ组雏鸡血清铜蓝蛋白活性显著升高,Ⅴ组、Ⅵ组显著降低(P<0.05或P<0.01),表明100mg/kg和200mg/kg的铜能显著提高雏鸡血清铜蓝蛋白活性,而高于500mg/kg时能使其活性降低。铜锌超氧化物歧化酶活性变化不明显(P>0.05)。     

高铜对雏鸡血清中含铜酶活性的影响

选用1日龄艾维茵肉鸡420只,随机分为7组,分别喂以对照日粮(Cu11mg/kg)、高铜日粮[Cu100mg/kg(Ⅰ组)、Cu200mg/kg(Ⅱ组)、Cu300mg/kg(Ⅲ组)、Cu400mg/kg(Ⅳ组)、Cu500mg/kg(Ⅴ组)、Cu600mg/kg(Ⅵ组)]6周。结果显示:与对照组相比,Ⅰ、Ⅱ组雏鸡血清铜蓝蛋白活性显著升高,Ⅴ、Ⅵ组显著降低(P<0.05或P<0.01),表明100mg/kg和200mg/kg的铜能显著提高雏鸡血清铜蓝蛋白活性,而铜高于500mg/kg时能使其活性降低;铜锌超氧化物歧化酶活性变化不明显(P>0.05)。     

饲粮锌对肉鸡生长性能、组织含锌酶活性以及金属硫蛋白含量的影响

选用720只1日龄商品代AA肉公鸡进行试验,研究饲粮中添加不同水平无机锌对肉仔鸡生长性能、肝脏铜锌超氧化物歧化酶(CuZnSOD)活性和肾脏金属硫蛋白(MT)含量的影响,以考核这些指标对评价肉仔鸡锌营养状况的意义。将肉鸡按平均体重随机分成8个处理组,分别饲喂不添加锌的玉米-豆粕型基础饲粮(对照组,含锌28.37mg/kg)和在对照组基础饲粮中以无机硫酸锌形式分别添加20、40、60、80、100、120mg/kg和140mg/kg锌的试验饲粮21d。结果表明:肉仔鸡的日增重、日采食量和肾脏MT含量均受到添加锌水平的显著影响(P<0.05),其中肾脏MT含量受锌水平影响极显著(P<0.01),而不同锌水平对肝脏CuZnSOD活性无显著影响(P>0.1)。这表明对于肉仔鸡,肾脏MT可能是评价机体锌营养状况的敏感指标。     

补充蛋氨酸螯合微量元素(锌、铜、锰)对于蛋鸡生产性能和蛋壳质量的影响

<正>1引言铜、锌、锰是家禽必需的微量元素。铜是许多胞内酶和胞外酶的组成成分,例如细胞色素氧化酶,赖氨酰氧化酶,血浆铜蓝蛋白以及超氧化物歧化酶(Klasing,1998)。补充125~250mg/kg的铜可以提高肉鸡(Baker等,1991,Paik,2001)和猪(Roof和Mahan,1982;Cromwell等,1989;Paik,2001)的增长率和饲料转化率。     

毛皮动物铜锌的营养需要及缺乏症

在铜锌生物学作用基础上,阐述了毛皮动物对铜锌的营养需要,并根据国外的标准给出了适宜的推荐量：同时,针对毛皮动物铜锌缺乏的症状,分析其缺乏的可能原因及评价铜锌营养状况的方法;最后,结合铜锌比、铜锌超氧化物歧化酶说明铜锌两种微量元素在毛皮动物营养中的相互关系。     

肉仔鸡对不同铜源生物学效价的研究

试验采用2×4因子的试验设计,通过屠宰试验结合代谢试验,研究肉仔鸡对不同铜源(硫酸铜、蛋氨酸铜、硬脂酸铜和天然饲料铜)的生物学效价及植酸对其影响。其中天然饲料铜主要指玉米和豆饼中的铜。试验用56日龄AA肉仔鸡16只,单笼个体饲养,每处理2个重复,采用强饲法,自由饮水。以淀粉—酪蛋白为主构成纯合型基础日粮。纯台型试验日粮的补铜水平与天然饲料的含铜量一致,为4.29mg/kg。外加植酸设两个水平:0％和1％。预试期3天,饲喂无铜纯合日粮,试验期3天,其中代谢试验期2天。结果表明:在本试验研究条件下,不同铜源对试鸡铜表观代谢率影响不显著;对肝脏铜浓度和红细胞铜—锌超氧化物歧化酶活性有极显著的影响(硫酸铜>蛋氨酸铜>天然饲料铜>硬脂酸铜)。日粮植酸水平对试鸡铜的表观代谢率、肝脏铜浓度及红细胞铜-锌超氧化物歧化酶活性的影响程度因铜源而异。就铜表观代谢率来说,硫酸铜组和蛋氨酸铜组因添加植酸降低量较大,硬脂酸铜次之,天然饲料铜则基本不受其影响。肝脏铜浓度和红细胞铜—锌超氧化物歧化酶活性受植酸的影晌表现出一致的趋势:硫酸铜和硬脂酸铜降低量大,蛋氨酸铜和天然饲料铜则受植酸影响较小。在本试验条件下,测得各铜源在日粮植酸水平为0％和1％时的相对生物学效价(不添加植酸的硫酸铜组设为100     

介导锌和铜吸收、利用的载体

载体被发现前,人们认为哺乳动物体内的锌和铜是以阴离子复合物的形式协同运输,比如金属离子与一个氨基酸结合形成螯合物或与转铁蛋白等受体结合。1995年,第一个锌离子载体(ZnT)基因ZnT1在哺乳动物中被发现。现在人们认为有两个蛋白家族参与锌的转运。ZnT蛋白家族促进胞内锌外流或内流入胞内小囊泡,降低胞内锌浓度。ZnT蛋白逆浓度梯度转运锌的机制尚不明确,然而,只有ZnT1是位于质膜上,它在动物组织中以多种方式参与锌的转运。我们实验室发现,在药理锌浓度下,ZnT1与金属硫蛋白的锌转运机制相同。第二个是Zip蛋白家族,介导细胞外液或细胞内小囊泡中的锌转运进入细胞质中,但这种蛋白却没有在家畜中发现。目前,尚未找到合适的指标来评价体内铜的状态。然而,随着近年来铜载体和伴侣蛋白的发现,研究人员认为,铜运输的调节依赖于后翻译机制介导的调节位点蛋白结构的改变。铜载体Ctr1和Ctr3,调控铜吸收的高亲和力位点。在人类的肝脏中发现一种小分子胞质蛋白MURR1,但其在铜代谢中的作用机理尚不清楚。铜伴侣蛋白可促进蛋白对铜的吸收,这可能成为衡量铜状态的一个合适的指标。研究证实,适量的高锌日粮诱导缺铜大鼠,这些大鼠组织内的Cu/Zn超氧化物歧化酶铜伴侣蛋白(CCS)含量增加,我们最近在仔猪体内也发现CCS。其他已证明的铜伴侣蛋白包括COX17和Atox1,与CCS相同,他们与细胞内的apo-酶对铜的利用有关。这些分子领域的新发现,对于评估家畜铜、锌的生物利用率和营养需要非常必要。     

半定量RT-PCR法分析猪肝脏中铜锌超氧化物歧化酶mRNA表达水平

细胞内铜锌超氧化物歧化酶（CuZnSOD）是动物体内一种重要的抗氧化酶。本实验室构建了优化的半定量RT-PCR法，以18S rRNA为内标，研究猪肝脏组织中CuZnSOD基因mRNA表达水平。提取猪肝脏组织总RNA，经反转录后进行扩增，先寻求PCR线性扩增范围，确定RT．PCR的最佳循环数和Mg^2＋浓度。扩增后用VDS摄像系统扫描PCR扩增产物的电泳条带灰度。通过CuZnSOD PCR产物的灰度与18S rRNA PCR产物的灰度之比，即可计算出CuZnSOD mRNA的相对含量。     

家蚕铜锌超氧化物歧化酶的分离纯化及其部分性质的研究

家蚕体液经热变性、DEAE 琼脂糖柱层析、SephacrylS 2 0 0凝胶过滤和等电点聚焦电泳纯化 ,获得达到均一程度的高活性的铜锌超氧化物歧化酶 (Cu .Zn SOD)。活性回收率为 35 % ,纯化倍数为 1911倍。测得该酶的分子量约为 32 0 0 0D ,亚基分子量约为 16 0 0 0D。该酶在紫外光区与可见光区的吸收峰分别为 2 70nm和 6 76nm。测得该酶的等电点为pH 7.15。     

牦牛血液铜锌超氧化物歧化酶cDNA克隆测序

本试验从牦牛血液中提取总RNA,然后用AMV反转录酶对其进行反转录产生第一条cDNA链。根据奶牛Cu/Zn-SODcDNA序列（序列号：NM174615）设计一对PCR引物,对反转录后产生的第一条cDNA链进行PCR扩增,并克隆测序,测序结果为483bp。结果证实可从牦牛血液中提取到少量合成的铜锌超氧化物歧化酶的mRNA。     

β—环糊精修饰超氧化物歧化酶的稳定性研究

β－环糊精用高碘酸钠活化后，共价连接在牛血铜、锌－超氧化物歧化酶（Ｃｕ、Ｚｎ－ＳＯＤ）分子表面的赖氨酸残基上可得到化学修饰的ＳＯＤ。与天然ＳＯＤ相比，修饰后ＳＯＤ的理化性质发生了部分改变，表现为对于温度、酸、碱等因素的稳定性提高，抗蛋白酶水解的能力有了较大改善。     

微量元素铜在畜禽营养中的研究进展

铜是动物体内重要的微量元素之一,也是微量元素中功能较多的一种。它不仅在动物生长发育、生殖、免疫、凝血等生理机能中起着重要作用,而且还参与体内蛋白质、脂肪、碳水化合物以及维生素和核酸等营养物质的代谢过程,同时也是体内重要酶的组成成分,参与酶的合成与代谢。主要对铜在动物体内的分布、吸收、代谢、生物学功能、营养需要量等方面进行阐述,旨在为铜在畜禽养殖中的高效合理利用提供参考。     

锌对鹅铜锌超氧化物歧化酶和丙二醛含量影响变化的研究

试验选用120只1日龄鹅随机分成四组,A组喂以玉米、大豆为基础饲粮未加锌的饲料,另外3组在基础日粮中添加ZnSO4·H2O,使锌含量分别为40mg/kg(B组),110mg/kg(C组)和2000mg/kg(D组)。分别于15日龄、30日龄和55日龄测定铜锌超氧化物歧化酶(CuZn-SOD)活性和丙二醛含量变化。结果表明,在鹅血清和肝脏中,A、D组CuZn-SOD活性低于B、C组,C组的MDA含量在四组中最低。在整个试验过程中脾脏CuZn-SOD活性和MDA含量没有太大变化。该结果揭示了锌能影响鹅的抗氧化防御系统,锌添加量为110mg/kg时,可提高鹅抗氧化水平。     

野桑蚕铜锌超氧化物歧化酶基因的克隆分析与原核表达

超氧化物歧化酶是野桑蚕保护酶体系的重要酶类。利用RT-PCR方法克隆出野桑蚕铜锌超氧化物歧化酶(Cu/Zn-SOD)cDNA(EMB I登陆号:AM410997),其开放阅读框ORF长465 bp,编码154个氨基酸。同源性及系统进化分析表明,推导出的氨基酸序列与3种果蝇的同源性平均为69.3%,与线虫为57%,各物种中与Cu/Zn结合的残基高度保守。利用ExPASy的ScanProsite以及PSort和TMpred对此编码的蛋白质结构和功能域分析,预测出其具有2段Cu/Zn-SOD特异序列,且该蛋白不存在信号肽以及跨膜区。将Cu/Zn-SOD cDNA克隆到pET-28 a(+)表达载体,测序鉴定后以IPTG诱导表达,SDS-PAGE电泳鉴定其表达的融合蛋白质分子量为19.4 kD。