[發明專利]一種發形霞水母超氧化物歧化酶及其編碼基因與應用

有效

• 申請號: 201410597250.8
• 申請日: 2014-10-29
• 公開（公告）號: CN104480079B
• 公開（公告）日: 2017-10-20
• 發明（設計）人: 張黎明;柳國艷;阮增良;周永紅;王倩倩;王蓓蕾;尹慢慢;劉丹;張慧
• 申請（專利權）人: 中國人民解放軍第二軍醫大學
• 主分類號: C12N9/02
• 分類號: C12N9/02;C12N15/53;C12N15/70
• 代理公司: 上海元一成知識產權代理事務所(普通合伙)31268
• 代理人: 趙青

技術領域

本發明屬于生物醫藥技術領域，具體涉及一種發形霞水母超氧化物歧化酶及其編碼基因與應用。

背景技術

水母屬刺胞動物門，是一類分布廣泛、生物總量非常龐大的海洋浮游生物。已有大量研究表明，水母體內富含多種生物活性物質，包括水母毒素蛋白和一些活性強烈、具有良好開發前景的新功能蛋白。水母類浮游于4-6米深的海水表層，長期生活在強烈的光輻射環境下。氧化損傷是紫外輻射造成機體損傷的重要機制之一，已有研究表明，浮游生物為避免或減少紫外輻射造成的損害，經過長期適應性選擇，在其機體內產生了種類繁多、結構特異、活性強烈的抗氧化活性物質。發達的抗氧化體系在保護細胞和生物體免受光及感光色素等損傷中起重要作用，能保護強光紫外線對生物體的輻射損傷，清除氧化反應中產生的自由基。已有研究發現，發形霞水母觸手提取物具有很強的體外抗氧化活性,對活性氧族的清除能力遠比常用的抗氧化劑維生素C強。通過硫酸銨沉淀、凝膠過濾層析等方法也分別從水母Rhopilema esculentum、Stomolophus meleagris中分離出多種具有明顯清除自由基功能的蛋白。這些結果均表明，水母體內含有活性強烈的抗氧化活性組分，是抗氧化、抗輻射活性物質的重要來源。盡管如此，目前對水母體內抗氧化系統的組成、重要抗氧化酶類(蛋白)的序列信息、表達情況、抗氧化活性水平等尚未有系統的了解。

超氧化物歧化酶(SOD)是廣泛存在于原核生物與真核生物中的一類重要抗氧化酶，能夠保護這些生物免受超氧陰離子自由基(O₂^-)引起的氧化損傷，是生物體在其代謝活動中不可缺少的重要保護酶。超氧化物歧化酶屬金屬結合酶，能夠特異地催化超氧陰離子自由基發生歧化反應，生成過氧化氫和水，并被認為是發揮此項功能的最主要作用酶。其反應過程如下：

2O₂^-+2H⁺＝H₂O₂+O₂

反應中產生的過氧化氫可進一步被過氧化氫酶和過氧化物酶清除，轉化為水與氧分子。生物體通過該反應保護自身需氧細胞免受正常代謝過程產生的超氧陰離子自由基的毒害，從而使細胞保持其正常的生命力。除此之外，超氧化物歧化酶還被發現能夠顯著地提高機體對細菌與病毒感染的免疫力和對有毒化學品暴露、溫度刺激等有害作用的抵抗力。根據發揮活性作用所需金屬輔基的不同，超氧化物歧化酶可分為四種類型：(1)需要錳的超氧化物歧化酶Mn-SOD(Sod A)；(2)需要鐵的超氧化物歧化酶Fe-SOD(Sod B)；(3)需要銅和鋅的超氧化物歧化酶Cu/Zn SOD(Sod C)；(4)需要鎳的超氧化物歧化酶Ni-SOD(Sod N)。超氧化物歧化酶被譽為生物體內垃圾的“清道夫”，在臨床上主要用于治療氧中毒、老年性白內障、糖尿病、心血管疾病等多種疾病；超氧化物歧化酶還可作為防輻射劑，用于輔助放療，以降低大劑量輻射的副作用；超氧化物歧化酶亦被廣泛應用于日用化學工業，添加了超氧化物歧化酶的護膚品具有明顯的抗皮膚老化、去褐斑等功能。鑒于上述作用，本發明中發形霞水母來源的超氧化物歧化酶具備顯著的開發價值，在抗氧化與抗輻射藥物、化妝品、食品、農業與化工行業具有巨大的應用潛力和廣闊的市場前景。

本發明所在的課題組一直致力于水母體內活性組分的提取和研究，已獲得中國發明專利ZL201310189933.5，發明名稱為“一種發形霞水母硫氧還蛋白及其編碼基因與應用”，申請公布號：CN103232979A；已申請中國專利CN201310188702.2，發明名稱為“一種發形霞水母過氧化物還原酶及其編碼基因與應用”，申請公布號：CN103255113A；CN201310258184.7，發明名稱為“一種發形霞水母蝦紅素樣金屬蛋白酶CALP1及其編碼基因與表達方法”；CN201310629343.X，發明名稱為“一種水母心血管毒素粗提物的制備方法”，申請公布號：CN103613653A；CN201310628068.X，發明名稱為“一種水母溶血毒素粗提物的制備方法”，申請公布號：CN103626861A等。

目前，國內外尚未見對水母超氧化物歧化酶的有關研究報道。

發明內容

本發明的目的在于提供一種發形霞水母超氧化物歧化酶及其編碼基因，本發明的另一目的在于提供該發形霞水母超氧化物歧化酶在制備抗氧化藥物、抗輻射藥物、皮膚防護劑、食品防腐劑、抗衰老藥物等中的應用。