[发明专利]一种发形霞水母超氧化物歧化酶及其编码基因与应用

说明书

技术领域

本发明属于生物医药技术领域，具体涉及一种发形霞水母超氧化物歧化酶及其编码基因与应用。

背景技术

水母属刺胞动物门，是一类分布广泛、生物总量非常庞大的海洋浮游生物。已有大量研究表明，水母体内富含多种生物活性物质，包括水母毒素蛋白和一些活性强烈、具有良好开发前景的新功能蛋白。水母类浮游于4-6米深的海水表层，长期生活在强烈的光辐射环境下。氧化损伤是紫外辐射造成机体损伤的重要机制之一，已有研究表明，浮游生物为避免或减少紫外辐射造成的损害，经过长期适应性选择，在其机体内产生了种类繁多、结构特异、活性强烈的抗氧化活性物质。发达的抗氧化体系在保护细胞和生物体免受光及感光色素等损伤中起重要作用，能保护强光紫外线对生物体的辐射损伤，清除氧化反应中产生的自由基。已有研究发现，发形霞水母触手提取物具有很强的体外抗氧化活性,对活性氧族的清除能力远比常用的抗氧化剂维生素C强。通过硫酸铵沉淀、凝胶过滤层析等方法也分别从水母Rhopilema esculentum、Stomolophus meleagris中分离出多种具有明显清除自由基功能的蛋白。这些结果均表明，水母体内含有活性强烈的抗氧化活性组分，是抗氧化、抗辐射活性物质的重要来源。尽管如此，目前对水母体内抗氧化系统的组成、重要抗氧化酶类(蛋白)的序列信息、表达情况、抗氧化活性水平等尚未有系统的了解。

超氧化物歧化酶(SOD)是广泛存在于原核生物与真核生物中的一类重要抗氧化酶，能够保护这些生物免受超氧阴离子自由基(O₂^-)引起的氧化损伤，是生物体在其代谢活动中不可缺少的重要保护酶。超氧化物歧化酶属金属结合酶，能够特异地催化超氧阴离子自由基发生歧化反应，生成过氧化氢和水，并被认为是发挥此项功能的最主要作用酶。其反应过程如下：

2O₂^-+2H⁺＝H₂O₂+O₂

反应中产生的过氧化氢可进一步被过氧化氢酶和过氧化物酶清除，转化为水与氧分子。生物体通过该反应保护自身需氧细胞免受正常代谢过程产生的超氧阴离子自由基的毒害，从而使细胞保持其正常的生命力。除此之外，超氧化物歧化酶还被发现能够显著地提高机体对细菌与病毒感染的免疫力和对有毒化学品暴露、温度刺激等有害作用的抵抗力。根据发挥活性作用所需金属辅基的不同，超氧化物歧化酶可分为四种类型：(1)需要锰的超氧化物歧化酶Mn-SOD(Sod A)；(2)需要铁的超氧化物歧化酶Fe-SOD(Sod B)；(3)需要铜和锌的超氧化物歧化酶Cu/Zn SOD(Sod C)；(4)需要镍的超氧化物歧化酶Ni-SOD(Sod N)。超氧化物歧化酶被誉为生物体内垃圾的“清道夫”，在临床上主要用于治疗氧中毒、老年性白内障、糖尿病、心血管疾病等多种疾病；超氧化物歧化酶还可作为防辐射剂，用于辅助放疗，以降低大剂量辐射的副作用；超氧化物歧化酶亦被广泛应用于日用化学工业，添加了超氧化物歧化酶的护肤品具有明显的抗皮肤老化、去褐斑等功能。鉴于上述作用，本发明中发形霞水母来源的超氧化物歧化酶具备显著的开发价值，在抗氧化与抗辐射药物、化妆品、食品、农业与化工行业具有巨大的应用潜力和广阔的市场前景。

本发明所在的课题组一直致力于水母体内活性组分的提取和研究，已获得中国发明专利ZL201310189933.5，发明名称为“一种发形霞水母硫氧还蛋白及其编码基因与应用”，申请公布号：CN103232979A；已申请中国专利CN201310188702.2，发明名称为“一种发形霞水母过氧化物还原酶及其编码基因与应用”，申请公布号：CN103255113A；CN201310258184.7，发明名称为“一种发形霞水母虾红素样金属蛋白酶CALP1及其编码基因与表达方法”；CN201310629343.X，发明名称为“一种水母心血管毒素粗提物的制备方法”，申请公布号：CN103613653A；CN201310628068.X，发明名称为“一种水母溶血毒素粗提物的制备方法”，申请公布号：CN103626861A等。

目前，国内外尚未见对水母超氧化物歧化酶的有关研究报道。

发明内容

本发明的目的在于提供一种发形霞水母超氧化物歧化酶及其编码基因，本发明的另一目的在于提供该发形霞水母超氧化物歧化酶在制备抗氧化药物、抗辐射药物、皮肤防护剂、食品防腐剂、抗衰老药物等中的应用。