超氧化物歧化酶(SOD)课件

大宝，天天见微生物发酵生产超氧化物歧化酶微生物发酵生产超氧化物歧化酶

超氧化物歧化酶（SOD）是生物体内一种重要的抗氧化酶，由于其具有清除生物体内超氧阴离子自由基的作用，而引起广大学者的关注。微生物发酵生产SOD的工艺是目前生产SOD的最主要手段，今天就SOD的发现、功能以及发展史作了一个简单的介绍，并着重从微生物发酵生产SOD的方向，对几种SOD高产菌株的选育方法、筛选方法、优化工艺等进行了综述，并对其应用前景进行了展望。介绍内容

超氧化物歧化酶(Superoxide

dismutase，SOD)是一种生物体防御氧化损伤的、对机体具有显著保护作用的生物酶，它广泛分布于动物、植物与微生物体内。由于SOD具有清除体内O2-的能力，且能较好地抵御氧自由基和基他氧化物自由基对细胞质膜的毒性，维持细胞正常的生理代谢，所以其在机体保护方面起着重要作用，也因此SOD被广泛应用于医药、食品和化妆品工业，作为抗衰老、抗炎症、治疗自身免疫疾病的药品以及食品、化妆品的添加剂等，被专家称为21世纪最有前途的药用酶。

从SOD的发现到其命名，期间经历了三十多年的时间，最初的发现是在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、鲸肝中分离出肝铜蛋白；1968年McCord和Fridovich根据血铜蛋白、肝铜蛋白、脑铜蛋白皆有O2-歧化活性，才将此酶命名为超氧化物歧化酶。但那时，他们的研究大多集中于从动物血液或脏器中提取SOD，容易受原料来源、产品得率、稳定性及安全性等方面的限制。

一.SOD的发现

SOD类型：超氧化物歧化酶按其所含金属辅基不同可分为三种：第一种是含铜（Cu）锌（Zn）金属辅基的称（Cu.Zn—SOD），最为常见的一种酶，呈绿色，主要存在于机体细胞浆中；第二种是含锰（Mn）金属辅基的称（Mn—SOD），呈紫色，存在于真核细胞的线粒体和原核细胞内；第三种是含铁（Fe）金属辅基的称（Fe—SOD），呈黄褐色，存在于原核细胞中。二.SOD的种类及分布

鉴于SOD在微生物中的含量的分布，常用以下七种SOD高产菌株进行研究。三.SOD的发酵生产3.1普通酵母菌3.2啤酒废酵母3.3霉菌3.4云芝菌丝体3.5枯草芽孢杆菌3.6大肠杆菌3.7乳酸菌啤酒废酵母菌提取的经济价值

啤酒废酵母是啤酒生产重要的副产物．其产量为啤酒产量的0．2％～0．3％(干基，质量分数)。我国啤酒年产量已达3200万千升，将有～96万t的啤酒废酵母产生。目前啤酒厂除将小部分酵母泥留作种子使用外，大部分连同其中的残留啤酒直接排入下水道，严重污染环境(酵母泥的生物耗氧量、化学耗氧量均高达l0万mg/L以上)；或者是加工成附加值较低的一些产品。

实际上，啤酒酵母含有许多营养成分，且无毒，这是一巨大的宝贵资源，研究酵母中生物活性物质。合理开发利用啤酒废酵母，将产生良好的经济效益和社会效益。菌株的培育：通过将啤酒废酵母洗涤、分离、漂洗预处理后，再将其接种至酵母培养基中培养进行复壮，最终以异丙醇破壁提取法提取酵母中的SOD，并用丙醇溶液对所提SOD进行两次纯化。此方法不仅有较高的SOD产率，且所提SOD有较高的酶活力。

啤酒废酵母

酵母泥洗涤

酵母培养基灭菌酵母菌复壮SOD纯化SOD提取工艺流程葡萄糖8%蛋白胨1%酵母膏1%蒸馏水1000ml酵母培养基配方121℃灭菌20min按30％接种量接入经过洗涤后的酵母恒温摇床培养28℃140r/min2h扩大培养，得到含SOD的湿菌体返回搅拌120min离心除去菌体SOD粗提液每1g酵母湿细胞中加入9mL异丙醇加入三倍体积的50mmol/L磷酸钾缓冲液（pH7.0）浸泡120min抽滤除去溶剂返回丙酮分级沉淀操作时，宜在4～10℃条件下进行，有利于提高蛋白沉淀效果，保护酶活性。提取SOD后的酵母残渣及杂蛋白可考虑加工为饲料或饲料蛋白添加剂，真正达到清洁生产的目的。为降低成本，异丙醇均可考虑回收浓缩循环使用。SOD活性测定采用改进的微量邻苯酚自氧化法。蛋白质含量测定采用改良的Lowry法注意事项1.细胞破壁方法分别对比了甲苯法、乙醇-氯仿法、异丙醇法。异丙醇法得到的SOD酶活最高。2.异丙醇浓度的确定

90%的异丙醇提取得到的酶总活力最高3.最佳提取时间SOD的释放量随着提取时间的增加而增加到一定的数量后，增加量减慢。120min提取量和设备利用率都得到保证。4.最适提取pH的确定在pH7.0时总酶活最高5.SOD最佳纯化条件的确定

pH为5.0，丙酮的浓度控制在丙酮：粗酶液(v/v)=0.8:1时，杂蛋白沉淀最多，SOD纯化最好．SOD酶比活最高。6.不同丙酮浓度对SOD沉淀纯化的影响采用丙酮：SOD清液为0.3:1的比例所获得的SOD沉淀酶比活最高，因此纯度最高。提取条件的研究采用异丙醇破壁、丙酮二次纯化提取SOD生产工艺，可得到SOD产