ديسموتاز الفائق الأكسيد

📅 آخر تحديث: ٢ أغسطس ٢٠٢٦
✍️ نُشر في: ٢ أغسطس ٢٠٢٦
📷 يحتوي على 4 صور
الموسوعة الحرة

إنزيم ديسموتاز الفائق ( SOD ، EC 1.15.1.1 ) هو أي من عائلة الإنزيمات التي تحفز بالتناوب تفاعل عدم التناسب (أو التوزيع) لجذر الأنيون الفائق ( O⁻² ) إلى أكسجين جزيئي عادي (O₂ ) وبيروكسيد الهيدروجين ( H₂O₂) .2 O٢ ) يُنتَج الأكسيد الفائق كناتج ثانوي لعملية استقلاب الأكسجين، وإذا لم يُنظَّم، فإنه يُسبِّب أنواعًا عديدة منتلف الخلايا. [ ٢ ] يُعد بيروكسيد الهيدروجين ضارًا أيضًا، ويتم تحليله بواسطة إنزيمات أخرى مثلالكاتالازمضادًا للأكسدةمهمًافي جميع الخلايا الحية تقريبًا المعرضة للأكسجين. ويُستثنى من ذلكLactobacillus plantarumوما يرتبط بها منأنواع اللاكتوباسيلس، التي تستخدم المنغنيز داخل الخلايا لمنع الضرر الناتج عن الأكسجين التفاعلي ( O₂⁻ ) . [ ٣ ] [ ٤ ]

التفاعل الكيميائي

تقوم إنزيمات SOD بتحفيز تفاعل عدم التناسب للأكسيد الفائق:

2H ++ 2O − 2 → O2 +H2 O2

وبهذه الطريقة، يتم تحويل O − 2 إلى نوعين أقل ضرراً.

يمكن كتابة الصيغة العامة، التي تنطبق على جميع الأشكال المختلفة لـ SOD المرتبطة بالمعادن، على النحو التالي:

  • م(n+1)+ −SOD+O − 2 →Mn+ −SOD+O2
  • مn+ −SOD+O − 2 +2H +→ م(ن+1)+ −SOD+H2 O2

يمكن كتابة التفاعلات التي يتم من خلالها تحفيز تفاعل عدم التناسب للأكسيد الفائق بواسطة إنزيم SOD لإنزيم Cu,Zn SOD على النحو التالي:

  • Cu 2+−SOD + O − 2 → Cu +−SOD + O2 (اختزال النحاس؛ أكسدة فوق الأكسيد)
  • Cu +−SOD + O − 2 + 2H +→ Cu 2+−SOD + H2 O2 (أكسدة النحاس؛ اختزال فوق الأكسيد)

حيث M = النحاس (ن=1)؛ من (ن = 2)؛ الحديد (ن = 2)؛ Ni (n=2) فقط في بدائيات النوى.

في سلسلة من هذه التفاعلات، تتذبذب حالة الأكسدة وشحنة الكاتيون المعدني بين n و n+1: +1 و +2 للنحاس، أو +2 و +3 للمعادن الأخرى.

الأنواع

عام

اكتشف إيروين فريدوفيتش وجو ماكورد في جامعة ديوك النشاط الإنزيمي لإنزيم ديسموتاز الفائق الأكسيد عام 1968. [ 5 ] كانت إنزيمات ديسموتاز الفائق الأكسيد تُعرف سابقًا بأنها مجموعة من البروتينات المعدنية ذات وظيفة غير معروفة؛ فعلى سبيل المثال، كان إنزيم CuZnSOD يُعرف باسم إريثروكوبرين (أو هيموكوبرين، أو سيتوكوبرين) أو باسم دواء "أورغوتين" المضاد للالتهابات المستخدم في الطب البيطري. [ 6 ] وبالمثل، حدد بروير (1967) بروتينًا أصبح يُعرف لاحقًا باسم ديسموتاز الفائق الأكسيد على أنه إندوفينول أوكسيداز من خلال تحليل البروتين في هلام النشا باستخدام تقنية فينازين-تترازوليوم. [ 7 ]

هناك ثلاث عائلات رئيسية من ديسموتاز الفائق الأكسيد، اعتمادًا على طي البروتين والعامل المساعد المعدني : النوع Cu/Zn (الذي يرتبط بكل من النحاس والزنك )، والنوع Fe والنوع Mn (الذي يرتبط إما بالحديد أو المنغنيز )، والنوع Ni (الذي يرتبط بالنيكل ).

مخطط شريطي للوحدة الفرعية Cu-Zn SOD البقرية [ 8 ]
الموقع النشط لإنزيم SOD المنغنيزي البشري، المنغنيز موضح باللون الأرجواني [ 9 ]
ثنائيات Mn-SOD مقابل ثنائيات Fe-SOD
  • النحاس والزنك عنصران شائعا الاستخدام في حقيقيات النوى ، بما في ذلك الإنسان. يحتوي سيتوبلازم جميع خلايا حقيقيات النوى تقريبًا على إنزيم سوبرأكسيد ديسميوتاز (SOD) مع النحاس والزنك (Cu-Zn-SOD). على سبيل المثال، يُستخلص إنزيم Cu-Zn-SOD المتوفر تجاريًا عادةً من خلايا الدم الحمراء البقرية. إنزيم Cu-Zn البقري عبارة عن ثنائي متجانس بوزن جزيئي 32500. كان أول إنزيم SOD تُحل بنيته البلورية بتفاصيل ذرية، وذلك في عام 1975. [ 10 ] وهو عبارة عن برميل بيتا ثماني الخيوط على شكل مفتاح يوناني ، ويقع الموقع النشط بين البرميل وحلقتين سطحيتين. ترتبط الوحدتان الفرعيتان بإحكام ظهرًا لظهر، في الغالب عن طريق التفاعلات الكارهة للماء وبعض التفاعلات الكهروستاتيكية. تتكون روابط النحاس والزنك من ستة سلاسل جانبية من الهيستيدين وسلسلة جانبية واحدة من الأسبارتات ؛ ويرتبط أحد الهيستيدين بين المعدنين. [ 11 ]
  • الموقع النشط لإنزيم ديسموتاز الفائق الأكسيد الحديدي
    الحديد أو المنغنيز - يستخدمه بدائيات النوى والطلائعيات ، وفي الميتوكوندريا والبلاستيدات الخضراء
    • الحديد – تحتوي العديد من البكتيريا على شكل من أشكال الإنزيم المرتبط بالحديد (Fe-SOD)؛ بعضها يحتوي على Fe-SOD، وبعضها الآخر على Mn-SOD، وبعضها الآخر (مثل الإشريكية القولونية ) يحتوي على كليهما. كما يوجد Fe-SOD في بلاستيدات النباتات الخضراء. تتميز البنية ثلاثية الأبعاد لإنزيمات ديسموتاز الفائق الأكسيد المتماثلة من نوعي Mn وFe بنفس ترتيب الحلزونات ألفا، وتحتوي مواقعها النشطة على نفس النوع والترتيب من السلاسل الجانبية للأحماض الأمينية. وهي عادةً ما تكون ثنائية، ولكنها قد تكون رباعية في بعض الأحيان.
    • المنغنيز – تحتوي جميع الميتوكوندريا تقريبًا ، والعديد من البكتيريا، على شكل من أشكال إنزيم سوبرأكسيد ديسميوتاز المحتوي على المنغنيز (Mn-SOD): على سبيل المثال، إنزيم Mn-SOD الموجود في الميتوكوندريا البشرية. تتكون روابط أيونات المنغنيز من ثلاث سلاسل جانبية من الهيستيدين ، وسلسلة جانبية من الأسبارتات ، وجزيء ماء أو رابطة هيدروكسيلية ، وذلك اعتمادًا على حالة أكسدة المنغنيز (II وIII على التوالي). [ 12 ]
  • النيكل – بدائيات النوى . يتميز هذا البروتين ببنية سداسية (ست نسخ) تتكون من حزم حلزونية رباعية يمينية، تحتوي كل منها على خطافات طرفية N ترتبط بأيون النيكل. يحتوي خطاف النيكل على النمط His-Cys-XX-Pro-Cys-Gly-X-Tyr؛ وهو يوفر معظم التفاعلات الضرورية لارتباط المعدن والتحفيز، وبالتالي يُعد مؤشرًا تشخيصيًا محتملاً لإنزيمات NiSOD. [ 13 ] [ 14 ]

في النباتات الراقية، تم تحديد مواقع نظائر إنزيم SOD في حجيرات خلوية مختلفة. يتواجد إنزيم Mn-SOD في الميتوكوندريا والبيروكسيسومات . أما إنزيم Fe-SOD فقد وُجد بشكل رئيسي في البلاستيدات الخضراء، ولكنه رُصد أيضًا في البيروكسيسومات، بينما تم تحديد موقع إنزيم CuZn-SOD في السيتوسول والبلاستيدات الخضراء والبيروكسيسومات والفراغ بين الخلايا . [ 16 ] [ 17 ]

بشر

توجد ثلاثة أشكال من إنزيم ديسموتاز الفائق الأكسيد في الإنسان، وجميع الثدييات الأخرى ، ومعظم الحبليات . يتواجد SOD1 في السيتوبلازم ، وSOD2 في الميتوكوندريا ، بينما يتواجد SOD3 خارج الخلية . الأول ثنائي (يتكون من وحدتين)، بينما الأشكال الأخرى رباعية (أربع وحدات فرعية). يحتوي كل من SOD1 وSOD3 على النحاس والزنك، بينما يحتوي SOD2، وهو الإنزيم الميتوكوندري، على المنغنيز في مركزه التفاعلي. تقع الجينات على الكروموسومات 21 و6 و4 على التوالي (21q22.1، 6q25.3، و4p15.3-p15.1).

النباتات

في النباتات العليا ، تعمل إنزيمات ديسموتاز الفائق (SODs) كمضادات للأكسدة، فتحمي مكونات الخلية من الأكسدة بواسطة أنواع الأكسجين التفاعلية (ROS). [ 20 ] يمكن أن تتشكل أنواع الأكسجين التفاعلية نتيجة للجفاف، والإصابات، ومبيدات الأعشاب والحشرات، والأوزون، والنشاط الأيضي للنبات، ونقص العناصر الغذائية، والتثبيط الضوئي، ودرجة الحرارة فوق وتحت سطح الأرض، والمعادن السامة، والأشعة فوق البنفسجية أو أشعة جاما. [ 21 ] [ 22 ] وبشكل أكثر تحديدًا، يُختزل الأكسجين الجزيئي (O2) إلى أيون الأكسجين السالب (O − 2 ) (وهو نوع من أنواع الأكسجين التفاعلية يُسمى الفائق) عندما يمتص إلكترونًا مُثارًا مُنطلقًا من مركبات سلسلة نقل الإلكترون. ومن المعروف أن الفائق يُسبب تمسخ الإنزيمات، وأكسدة الدهون، وتفتيت الحمض النووي (DNA). [ 21 ] تحفز إنزيمات ديسموتاز الفائق إنتاج الأكسجين (O2 ) والهيدروجين (H2) .2 O2 من فوق الأكسيد (O − 2 )، مما ينتج عنه مواد متفاعلة أقل ضرراً.

عند التأقلم مع مستويات متزايدة من الإجهاد التأكسدي، يزداد تركيز إنزيمات سوبرأكسيد ديسميوتاز (SOD) عادةً مع ازدياد شدة ظروف الإجهاد. ويُسهم توزيع أشكال مختلفة من هذه الإنزيمات في جميع أنحاء النبات في مقاومتها للإجهاد بفعالية كبيرة. توجد ثلاث فئات معروفة ومدروسة جيدًا من الإنزيمات المساعدة المعدنية من نوع SOD في النباتات. أولًا، تتكون إنزيمات SOD الحديدية (Fe SOD) من نوعين: ثنائي متجانس (يحتوي على 1-2 غرام من الحديد) ورباعي متجانس (يحتوي على 2-4 غرام من الحديد). ويُعتقد أنها أقدم الإنزيمات المعدنية من نوع SOD، وتوجد في كل من بدائيات النوى وحقيقيات النوى. وتتركز إنزيمات SOD الحديدية بكثرة داخل بلاستيدات النبات الخضراء، حيث تُعد من مكوناتها الأصلية. ثانيًا، تتكون إنزيمات SOD المنغنيزية (Mn SOD) من نوعين: ثنائي متجانس ورباعي متجانس، يحتوي كل منهما على ذرة منغنيز واحدة (Mn(III)) لكل وحدة فرعية. وتوجد هذه الإنزيمات بشكل رئيسي في الميتوكوندريا والبيروكسيسومات. ثالثًا، تتميز إنزيمات SOD النحاسية-الزنكية (Cu-Zn SOD) بخصائص كهربائية مختلفة تمامًا عن خصائص الفئتين الأخريين. تتركز هذه الإنزيمات في البلاستيدات الخضراء ، والسيتوبلازم ، وفي بعض الحالات في الفضاء خارج الخلوي. تجدر الإشارة إلى أن إنزيمات سوبرأكسيد ديسميوتاز النحاسية-الزنكية توفر حماية أقل من إنزيمات سوبرأكسيد ديسميوتاز الحديدية عند وجودها في البلاستيدات الخضراء. [ 20 ] [ 21 ] [ 22 ]

البكتيريا

تستخدم خلايا الدم البيضاء البشرية إنزيمات مثل أوكسيداز NADPH لتوليد الأكسيد الفائق وأنواع الأكسجين التفاعلية الأخرى لقتل البكتيريا. أثناء العدوى، تنتج بعض البكتيريا (مثل بوركولدرية سودومالي ) إنزيم ديسموتاز الأكسيد الفائق لحماية نفسها من الموت. [ 23 ]

الكيمياء الحيوية

يتفوق إنزيم ديسموتاز الفائق (SOD) على تفاعلات الأكسيد الفائق الضارة، وبالتالي يحمي الخلية من سميته. يُعد تفاعل الأكسيد الفائق مع الجزيئات غير الجذرية ممنوعًا دورانيًا (لا يعني هذا أن التفاعل مستحيل، بل يعني أنه سيكون أبطأ بكثير). في الأنظمة البيولوجية، يعني هذا أن تفاعلاته الرئيسية تكون مع نفسه (تفكك جزئي) أو مع جذر حيوي آخر مثل أكسيد النيتريك (NO) أو مع فلز من السلسلة الانتقالية. يتفكك جذر أنيون الأكسيد الفائق ( O₂⁻ ) تلقائيًا إلى O₂ وبيروكسيد الهيدروجين ( H₂O₂ ) .2 O٢ ) بسرعة كبيرة (حوالي ١٠⁵مول⁻¹ثانية⁻¹عنددرجة حموضة ٧).الفائقعلىسبيل المثال، يتفاعل مع جذر أكسيد النيتريك، وينتجبيروكسينيتريت.

نظرًا لأن تفاعل عدم التناسب غير المحفز للأكسيد الفائق يتطلب تفاعل جزيئين من الأكسيد الفائق، فإن معدل عدم التناسب يكون من الرتبة الثانية بالنسبة لتركيز الأكسيد الفائق الابتدائي. وبالتالي، فإن نصف عمر الأكسيد الفائق، على الرغم من قصره الشديد عند التركيزات العالية (مثلًا، 0.05 ثانية عند 0.1 ملي مولار)، يكون طويلًا نسبيًا عند التركيزات المنخفضة (مثلًا، 14 ساعة عند 0.1 نانو مولار). في المقابل، يكون تفاعل الأكسيد الفائق مع إنزيم ديسموتاز الفائق من الرتبة الأولى بالنسبة لتركيز الأكسيد الفائق. علاوة على ذلك، يمتلك إنزيم ديسموتاز الفائق أعلى قيمة لنسبة ثابت معدل التفاعل ( kcat / Km ) ( وهي تقريبًا لكفاءة التحفيز) بين جميع الإنزيمات المعروفة (~7 مليارات مولار⁻¹ ثانية⁻¹ ) ، [ 24 ] حيث يقتصر هذا التفاعل فقط على معدل تصادمه مع الأكسيد الفائق. أي أن معدل التفاعل "محدود بالانتشار".

يبدو أن الكفاءة العالية لإنزيم ديسموتاز الفائق ضرورية: فحتى عند التركيزات دون النانومولية التي تصل إليها التركيزات العالية لهذا الإنزيم داخل الخلايا، يُعطّل الفائق إنزيم الأكونيتاز ، وهو إنزيم دورة حمض الستريك ، وقد يُسمّم استقلاب الطاقة، ويُطلق حديدًا سامًا محتملًا. يُعدّ الأكونيتاز واحدًا من عدة إنزيمات (دي)هيدراتاز تحتوي على الحديد والكبريت في المسارات الأيضية، والتي ثبت أنها تُعطّل بواسطة الفائق. [ 25 ]

تطور

تُعدّ العلاقات التطورية بين إنزيمات ديسموتاز الفائق (SODs) أحد المكونات الجينية العديدة التي استُخدمت للمساعدة في إعادة بناء التسلسل الزمني المبكر للأحداث والتنبؤ بالانحدار التطوري للأنواع أو الأفراد أو الجينات من سلف مشترك عبر الزمن. في الفترة التي شهدت انتقال الأرض من الظروف اللاهوائية إلى الهوائية قبل حوالي 2.4 مليار سنة، سمح تطور إنزيمات ديسموتاز الفائق للكائنات الحية بالتغلب على آثار الإجهاد التأكسدي الذي أعقب ارتفاع نسبة الأكسجين الجزيئي (O₂ ) في الغلاف الجوي (ميلر 2012). ومع ذلك، تشير الأدلة إلى أن نشأة أنواع الأكسجين التفاعلية (ROS) حدثت في وقت مبكر يتراوح بين 4.1 و3.5 مليار سنة مضت (إينوباكوتيكا وآخرون 2016). [ 26 ] بالنسبة للكائنات الهوائية الأولى، اعتمد بقاؤها بشكل كبير على قدرتها على الدفاع ضد أنواع الأكسجين التفاعلية. لهذا السبب، من المهم فهم القيود البيئية التي سمحت بتطور هذه الإنزيمات الدفاعية الواقية.

حدث الأكسدة العظيم

شهدت تركيبات الغلاف الجوي والمحيطات تغيرات جذرية منذ نشأة الأرض. ومن أبرز هذه التغيرات حدث الأكسدة العظيم ، الذي مثّل الفترة التي أصبح فيها الأكسجين مكونًا رئيسيًا في الغلاف الجوي للأرض وسطح المحيط. ومع ذلك، لا تزال العوامل الفيزيائية أو الكيميائية الحيوية المسؤولة عن الانتقال من بيئة مختزلة إلى بيئة مؤكسدة موضع نقاش (أوليارز وآخرون، 2021). [ 27 ] وحتى الآن، يُعتبر تطور البكتيريا الزرقاء وعملية التمثيل الضوئي فيها المحرك الرئيسي لإنتاج الأكسجين، إلى جانب العديد من الأحداث الفيزيائية التي تُعدّ محركات مباشرة لتغير الحالة البيئية (كاستينغ، 2013؛ إينوباكوتيكا وآخرون، 2016). [ 28 ] [ 29 ]

الضغط الانتقائي وتطور الإنزيمات

من المرجح أن تراكم الأكسجين عالي التفاعل في الغلاف الجوي قد مارس ضغطًا انتقائيًا قويًا ضد الكائنات اللاهوائية، مما أدى إلى تطور تكيفي لاستخدام الأكسجين في عمليات الأيض (بودن وآخرون ، 2021). [ 30 ] سمحت عملية الفسفرة التأكسدية والتنفس الهوائي بزيادة كفاءة استخلاص الطاقة بمقدار 400 ضعف لكل مول من الجلوكوز مقارنةً بالتنفس اللاهوائي. على الرغم من أن زيادة إنتاج الأدينوسين ثلاثي الفوسفات (ATP) ، وهو شكل شائع من عملة الطاقة الخلوية، كان مفيدًا من الناحية الأيضية، إلا أن المفاضلة بين الكفاءة والمخاطر التي تهدد الآلية الأيضية أصبحت أكثر وضوحًا. وباعتباره مستقبل الإلكترونات النهائي أثناء التنفس الخلوي ، فإن معدل تدفق الإلكترونات العالي للأكسجين يصاحبه زيادة في خطر تكوين أنواع الأكسجين التفاعلية (ROS)، والتي يمكن أن تُحدث ضررًا لا رجعة فيه للعضيات الخلوية وعملياتها (كيس، 2017). [ 31 ] استجابة لتراكم المنتجات الأيضية الخطرة للتنفس الهوائي، طورت الأنظمة البيولوجية استراتيجيات مختلفة لمواجهة سمية الأكسجين .

صعود مضادات الأكسدة

تشير الدراسات التطورية، خلال الانتقال من الظروف الهوائية إلى اللاهوائية، إلى أن إنزيمات ديسموتاز الفائق (SODs) جزيئات قديمة، يُرجح أنها خضعت لعملية انتقاء قبل حدث الأكسدة العظيم (GOE). وبينما يُفترض بديهيًا أن مضادات الأكسدة ظهرت خلال حدث الأكسدة العظيم للدفاع ضد تفاعل الأكسجين (O2 ) وسميته الناجمة عن تسارع أكسجة الغلاف الجوي، فإن تحليلات التسلسل والتطور لأنظمة مضادات الأكسدة من الكائنات الحية القديمة تشير إلى أن إنزيمات مضادات الأكسدة، بما في ذلك إنزيمات ديسموتاز الفائق، ربما نشأت قبل فترة طويلة من ارتفاع مستويات الأكسجين في الغلاف الجوي والمحيطات (Wolfe-Simon et al . 2005; Inupakutika et al. 2016).

ضرورة آليات الدفاع ضد أنظمة التشغيل الآلية

تُعدّ قدرة الأكسجين (O₂ ) على الأكسدة عاملاً بالغ الكفاءة في استقبال الإلكترونات في العديد من العمليات البيولوجية، إذ يُنتج طاقة أكبر لكل مول من الركيزة مقارنةً بمستقبلات الإلكترونات الأخرى المتاحة أثناء التنفس الهوائي (بودن وآخرون، 2021). من جهة أخرى، تُسهم فعاليته العالية في الإزالة غير المنضبطة للإلكترونات، وهو ما يُؤدي إلى تلف الخلايا المرضي من خلال انتشار جزيئات الأكسجين شديدة التفاعل.

يُعدّ الأكسيد الفائق (O2• − ) أكثر الجذور الحرة التفاعلية شيوعًا، ويتكون من الاختزال الأحادي التكافؤ للأكسجين (O2 ) . ورغم ما يُعرف عنه من أدوار مفيدة في بعض العمليات الخلوية، فإن جذور الأكسيد الفائق الحرة قادرة أيضًا على بدء سلسلة من تفاعلات أنواع الأكسجين التفاعلية (ROS) وتكوين أنواع الجذور الحرة في الأنظمة البيولوجية. ونتيجةً لذلك، يُهدد التراكم غير المنضبط، والذي قد يكون مميتًا، لأنواع الأكسجين التفاعلية بإتلاف العديد من الجزيئات الحيوية: الدهون، والبروتينات، والحمض النووي (DNA)، والخلايا المضيفة. إضافةً إلى ذلك، من المعروف أن الإجهاد التأكسدي المفرط يُساهم في اضطراب العمليات الخلوية وتطور الأمراض (Zewen et al. 2018). [ 32 ]

للحفاظ على توازن الأكسجين الفائق داخل الخلايا، طورت الكائنات الحية استراتيجيات للحماية من التعرض المفرط له. إحدى هذه الآليات تعمل على تحفيز تفاعل عدم التناسب لجذور الأكسجين الفائق إلى بيروكسيد الهيدروجين والأكسجين، وهو ما يتم بواسطة إنزيمات ديسموتاز الفائق.

التطور المستقل لعائلات SOD

تدعم الدراسات التي تبحث في التوزيع التطوري لإنزيمات ديسموتاز الفائق (SOD) الفرضية القائلة بأن الوظيفة الفسيولوجية الرئيسية لهذا الإنزيم هي العمل كآلية وقائية لدى الكائنات الحية التي تستقلب الأكسجين ضد تكوين جذور الأكسجين الفائقة الحرة (McCord et al. 1971). [ 33 ] على الرغم من أن وظيفة الإنزيم تقتصر على تحويل جذور الأكسجين الفائقة إلى جزيئات أقل سمية تحتوي على الأكسجين، فإن المناهج المنهجية التي تستخدم التحليل التطوري والتحليل البنيوي للبروتين تشير إلى أن ثلاثة أشكال متماثلة من إنزيم ديسموتاز الفائق قد تطورت بشكل مستقل لمكافحة تراكم الأكسجين الفائق. تتميز كل عائلة من هذه الإنزيمات ببنية ثلاثية الأبعاد مميزة، وتسلسل أحماض أمينية، وفيما يتعلق بالعامل المساعد ( أو العوامل المساعدة) الرابطة للمعادن المستخدمة لدعم استقرارها البنيوي ونشاطها التحفيزي (Case 2017): إما المنغنيز (MnSOD)، أو النيكل (NiSOD)، أو كل من النحاس والزنك (Miller 2012). [ 34 ] تم تحديد عائلة إضافية تستخدم عاملًا مساعدًا من الحديد (FeSOD)، وهي مرتبطة تطوريًا بـ MnSOD (وولف-سيمون وآخرون، 2005). ويمكن تفسير تطور تنوع الميتاليفورم على الأرجح بالتغيرات في التوافر الحيوي للمعادن الثقيلة التي حدثت خلال التغيرات الكبيرة في تركيب الغلاف الجوي والمحيطات في بدايات الأرض.

Fe/MnSODs

يُعتقد أن إنزيمات ديسموتاز الفائق (SODs) التي تحتوي على الحديد (FeSOD) أو المنغنيز (MnSOD)، أو التي قد تحتوي على كليهما (Fe/MnSOD)، كانت من أوائل أشكال إنزيمات ديسموتاز الفائق التي ظهرت في الكائنات الحية على الأرض في بداياتها. في ذلك الوقت، كان الحديد والمنغنيز متوفرين بيولوجيًا بدرجة عالية. ويُعتقد أن الاختلافات بين جهود الأكسدة والاختزال لكل معدن كانت مفيدة لبقاء الكائنات الحية، مما سمح لها بالعيش في بيئات ذات تركيزات متفاوتة من الأكسجين وتوافر المعادن.

CuZnSODs

يُعتقد أن أحدث عائلة من إنزيمات سوبرأكسيد ديسميوتاز (SOD) تستخدم أيونات النحاس والزنك معًا (CuZnSOD). يشير غياب هذه الإنزيمات من جينومات العتائق والطلائعيات ، بالإضافة إلى زيادة التوافر الحيوي للنحاس والزنك بعد حدث الأكسدة العظيم، إلى أن تطور هذا النظير الإنزيمي حدث في فترة لاحقة من التطور (بانسي وآخرون، 2005؛ ويلكنسون وآخرون، 2006). [ 35 ] [ 36 ]

NiSODs

لا تزال عائلة إنزيمات ديسموتاز الفائق المحتوية على النيكل (NiSOD) غير مفهومة بشكل كامل. تشير الأدلة إلى أن هذه الأشكال المتماثلة منتشرة على نطاق واسع بين البكتيريا والطحالب البحرية ( Wolfe-Simon et al. 2005; Dupont et al. 2008). [ 37 ] [ 38 ] يُتوقع حاليًا أن يكون تطور NiSOD قد حدث في الفترة الزمنية التي شهدت انخفاضًا في التوافر الحيوي للحديد في البيئة المائية، وذلك بالتزامن مع حدث الأكسدة العظيم (GOE).

آلية الاستقرار والطي

يُعدّ SOD1 بروتينًا شديد الاستقرار. في حالته المرتبطة بالنحاس والزنك (Holo)، تزيد درجة انصهاره عن 90  درجة مئوية. أما في حالته غير المرتبطة بالنحاس أو الزنك (apo)، فتبلغ درجة انصهاره حوالي 60  درجة مئوية. [ 39 ] وباستخدام المسعر التفاضلي الماسح (DSC)، يتضح أن SOD1 المرتبط بالنحاس والزنك (holo) يتفكك عبر آلية ثنائية المراحل: من ثنائي الوحدات إلى وحدتين أحاديتين غير مطويتين. [ 39 ] وفي تجارب التمسخ الكيميائي ، يتفكك SOD1 المرتبط بالنحاس والزنك (holo) عبر آلية ثلاثية المراحل مع ملاحظة وجود وحدة أحادية مطوية كوسيط. [ 40 ]

علم وظائف الأعضاء

يُعدّ الأكسيد الفائق أحد أنواع الأكسجين التفاعلية الرئيسية في الخلية. ونتيجةً لذلك، يؤدي إنزيم ديسموتاز الفائق (SOD) دورًا أساسيًا كمضاد للأكسدة. وتتجلى الأهمية الفسيولوجية لإنزيمات ديسموتاز الفائق في الأمراض الخطيرة التي تظهر في الفئران المُعدّلة وراثيًا لتفتقر إلى هذه الإنزيمات. تموت الفئران التي تفتقر إلى إنزيم SOD2 بعد عدة أيام من الولادة، وسط إجهاد تأكسدي هائل . [ 41 ] تُصاب الفئران التي تفتقر إلى إنزيم SOD1 بمجموعة واسعة من الأمراض، بما في ذلك سرطان الخلايا الكبدية، [ 42 ] وتسارع فقدان كتلة العضلات المرتبط بالعمر، [ 43 ] وظهور إعتام عدسة العين في سن مبكرة، وانخفاض متوسط ​​العمر. لا تُظهر الفئران التي تفتقر إلى إنزيم SOD3 أي عيوب واضحة وتتمتع بمتوسط ​​عمر طبيعي، على الرغم من أنها أكثر حساسية للإصابة بفرط الأكسجين. [ 44 ] وتكون الفئران المُعدّلة وراثيًا التي تفتقر إلى أي من إنزيمات ديسموتاز الفائق أكثر حساسية للتأثيرات المميتة للمركبات المُولّدة للأكسيد الفائق، مثل الباراكوات والدايكوات ( مبيدات الأعشاب ).

تعاني ذبابات الفاكهة التي تفتقر إلى إنزيم SOD1 من قصرٍ كبير في العمر، بينما تموت الذبابات التي تفتقر إلى إنزيم SOD2 قبل الولادة.ويرتبط نقص إنزيمي SOD1 و SOD2 في الجهاز العصبي وعضلات ذبابات الفاكهة بانخفاض متوسط ​​العمر. [ 45 ] ويبدو أن تراكم أنواع الأكسجين التفاعلية في الخلايا العصبية والعضليةيزداد متوسط​​عمر ذبابات الفاكهة البالغة. [ 46 ]

في النمل الأسود ( Lasius niger )، يبلغ متوسط ​​عمر الملكات عشرة أضعاف متوسط ​​عمر العاملات، على الرغم من عدم وجود اختلاف منهجي في تسلسل النيوكليوتيدات بينهما. [ 47 ] وقد وُجد أن جين SOD3 هو الأكثر فرطًا في التعبير في أدمغة الملكات مقارنةً بالعاملات. تشير هذه النتيجة إلى احتمال وجود دور مهم لوظيفة مضادات الأكسدة في تنظيم متوسط ​​العمر. [ 47 ]

لا تُسبب عمليات تثبيط إنزيم SOD في دودة C. elegans اضطرابات فسيولوجية كبيرة. ومع ذلك، يمكن إطالة عمر دودة C. elegans باستخدام مُحاكيات إنزيم السوبرأكسيد/ الكتالاز، مما يُشير إلى أن الإجهاد التأكسدي عاملٌ رئيسي في تحديد معدل الشيخوخة . [ 48 ]

تُعدّ الطفرات المُعطِّلة أو المُلغية لجين SOD1 ضارةً للغاية بالنمو الهوائي في خميرة التبرعم Saccharomyces cerevisiae، وتؤدي إلى انخفاضٍ حادٍّ في متوسط ​​العمر بعد مرحلة النضج. في النوع البري من S. cerevisiae ، تزداد معدلات تلف الحمض النووي بمقدار ثلاثة أضعاف مع التقدم في العمر، بينما تزيد عن خمسة أضعاف في الطفرات المحذوفة منها جينات SOD1 أو SOD2 . [ 49 ] ترتفع مستويات أنواع الأكسجين التفاعلية مع التقدم في العمر في هذه السلالات الطافرة، وتُظهر نمطًا مشابهًا لنمط زيادة تلف الحمض النووي مع التقدم في العمر. لذا، يبدو أن إنزيم ديسموتاز الفائق يلعب دورًا جوهريًا في الحفاظ على سلامة الجينوم أثناء الشيخوخة في S. cerevisiae . تُسبب الطفرات المُعطِّلة أو المُلغية لجين SOD2 تثبيط النمو على مصادر الكربون التنفسية، بالإضافة إلى انخفاض متوسط ​​العمر بعد مرحلة النضج.

في فطر الانشطار Schizosaccharomyces pombe ، يؤدي نقص إنزيم ديسموتاز الفائق الأكسيد SOD2 في الميتوكوندريا إلى تسريع الشيخوخة الزمنية. [ 50 ]

تم استحداث العديد من الطفرات الصفرية لإنزيم سوبرأكسيد ديسميوتاز (SOD) في بدائيات النوى، بما في ذلك الإشريكية القولونية . يؤدي فقدان إنزيم CuZnSOD الموجود في الفراغ المحيط بالخلية إلى فقدان الضراوة، وقد يكون هدفًا جذابًا لتطوير مضادات حيوية جديدة.

دورها في المرض

يمكن أن تُسبب الطفرات في إنزيم SOD1 التصلب الجانبي الضموري العائلي (ALS، وهو أحد أشكال أمراض الخلايا العصبية الحركية ). [ 51 ] [ 52 ] [ 53 ] [ 54 ] الطفرة الأكثر شيوعًا في الولايات المتحدة هي A4V ، بينما الطفرة الأكثر دراسة هي G93A . يُسبب تعطيل SOD1 سرطان الخلايا الكبدية . [ 42 ] يرتبط انخفاض نشاط SOD3 بأمراض الرئة مثل متلازمة الضائقة التنفسية الحادة (ARDS) أو مرض الانسداد الرئوي المزمن (COPD). [ 55 ] [ 56 ] [ 57 ] لا يُعبر عن إنزيم ديسموتاز الفائق الأكسيد في خلايا العرف العصبي لدى الجنين النامي . لذا، يمكن أن تُسبب المستويات العالية من الجذور الحرة تلفًا لهذه الخلايا وتُحفز تشوهات الأنبوب العصبي.

قد تُسبب الطفرات في جين SOD1 مرض التصلب الجانبي الضموري العائلي (تشير العديد من الأدلة أيضًا إلى أن SOD1 الطبيعي، في ظل ظروف الإجهاد الخلوي، متورط في نسبة كبيرة من حالات التصلب الجانبي الضموري غير الوراثي، والتي تُمثل 90% من مرضى التصلب الجانبي الضموري)، [ 58 ] وذلك عبر آلية غير مفهومة حاليًا، ولكن ليس بسبب فقدان النشاط الإنزيمي أو انخفاض استقرار بنية بروتين SOD1. وقد رُبط فرط التعبير عن SOD1 بالاضطرابات العصبية التي تُلاحظ في متلازمة داون . [ 59 ] في مرضى الثلاسيميا، يزداد مستوى SOD كآلية تعويضية. ومع ذلك، في المرحلة المزمنة، لا يبدو أن SOD كافٍ، ويميل إلى الانخفاض بسبب تدمير البروتينات الناتج عن التفاعل الهائل بين المؤكسدات ومضادات الأكسدة. [ 60 ]

في الفئران، يساهم إنزيم ديسموتاز الفائق الأكسيد خارج الخلوي (SOD3، ecSOD) في تطور ارتفاع ضغط الدم . [ 61 ] [ 62 ] ويؤدي تعطيل إنزيم SOD2 في الفئران إلى الوفاة في الفترة المحيطة بالولادة. [ 41 ]

الاستخدامات الطبية

وقد تم اقتراح استخدام إنزيم سوبر أكسيد ديموتاز كمكمل علاجي للوقاية من خلل التنسج القصبي الرئوي لدى الأطفال الخدج ، إلا أن فعالية هذا العلاج غير واضحة. [ 63 ]

بحث

استُخدم إنزيم ديسموتاز الفائق (SOD) في العلاج التجريبي للالتهاب المزمن في حالات التهاب الأمعاء . [ 64 ] [ 65 ] وقد يُخفف إنزيم ديسموتاز الفائق من سمية الكلى الناجمة عن السيسبلاتين (دراسات على القوارض). [ 66 ] وباسم "أورغوتين" أو "أونتوسين"، وهو إنزيم ديسموتاز الفائق المُستخلص من كبد الأبقار ذو فعالية دوائية، فهو فعال أيضًا في علاج أمراض التهاب المسالك البولية لدى الإنسان. [ 67 ] لفترة من الزمن، حصل إنزيم ديسموتاز الفائق المُستخلص من كبد الأبقار على موافقة الجهات التنظيمية في العديد من الدول الأوروبية لهذا الاستخدام. إلا أن هذه الموافقة توقفت بسبب المخاوف من مرض البريون .

يخضع عامل محاكاة إنزيم ديسموتاز الفائق (SOD) ، وهو TEMPOL ، حاليًا لتجارب سريرية للوقاية من الإشعاع ومنع التهاب الجلد الناجم عن الإشعاع . [ 68 ] يُظهر TEMPOL ومركبات النيتروكسيد المشابهة لمحاكاة إنزيم ديسموتاز الفائق (SOD) تأثيرات متعددة في الأمراض التي تنطوي على الإجهاد التأكسدي. [ 69 ]

تبدأ عملية تخليق إنزيمات مثل ديسموتاز الفائق، وأكسيداز الأسكوربات ، وبوليميراز الحمض النووي دلتا 1 في النباتات بتنشيط الجينات المرتبطة بظروف الإجهاد التي تتعرض لها. [ 70 ] ومن أكثر ظروف الإجهاد شيوعًا الإصابة، والجفاف، وملوحة التربة . ويمكن الحد من هذه العملية التي تبدأ في ظل ظروف ملوحة التربة الشديدة عن طريق إضافة الجلوتامين الخارجي إلى النباتات. ويزداد انخفاض مستوى التعبير عن الجينات المسؤولة عن تخليق ديسموتاز الفائق مع زيادة تركيز الجلوتامين. [ 70 ]

تم تقييم فعالية إنزيم سوبر أكسيد ديسميوتاز (SOD) المُستخلص من بكتيريا Bacillus amyloliquefaciens عن طريق الفم في تجارب عشوائية مضبوطة. أظهرت تجربة استمرت 8 أسابيع، خاضعة للتحكم الوهمي، على بالغين أصحاء، انخفاضًا في الإجهاد التأكسدي الناتج عن التمارين الرياضية، وتعزيزًا لنشاط إنزيمات مضادات الأكسدة الذاتية. [ 71 ] وفي تجربة منفصلة أُجريت على نساء يخضعن للتخصيب في المختبر، وُجد أن تناول مكملات إنزيم سوبر أكسيد ديسميوتاز (SOD) عن طريق الفم زاد من نشاط إنزيم الكاتالاز في مصل الدم على مدى 12 أسبوعًا مقارنةً بالمستوى الأساسي، مما يشير إلى تحسن في الدفاع المضاد للأكسدة. [ 72 ]

الاستخدامات التجميلية

قد يُقلل إنزيم ديسموتاز الفائق (SOD) من أضرار الجذور الحرة على الجلد، على سبيل المثال، للحد من التليف بعد العلاج الإشعاعي لسرطان الثدي. مع ذلك، يجب اعتبار هذه الدراسات أولية، لعدم وجود ضوابط كافية فيها، بما في ذلك غياب التوزيع العشوائي، والتصميم مزدوج التعمية، واستخدام الدواء الوهمي. [ 73 ] من المعروف أن إنزيم ديسموتاز الفائق يُعكس التليف ، ربما عن طريق إعادة تمايز الخلايا الليفية العضلية إلى خلايا ليفية . [ 74 ]

مصادر تجارية

يُستخلص إنزيم سوبرأكسيد ديسميوتاز (SOD) تجاريًا من العوالق النباتية البحرية ، وكبد الأبقار، والفجل ، والشمام ، وبعض أنواع البكتيريا. ولأغراض علاجية، يُحقن إنزيم SOD موضعيًا في الجسم. لا توجد أدلة على أن تناول إنزيم SOD غير المحمي أو الأطعمة الغنية به يُحدث أي تأثيرات فسيولوجية، إذ يتحلل إنزيم SOD المُتناول إلى أحماض أمينية قبل امتصاصه . مع ذلك، قد يُحسّن تناول إنزيم SOD المرتبط ببروتينات القمح من فعاليته العلاجية، نظريًا على الأقل. [ 75 ]

انظر أيضاً

مراجع

  1. 1 2 PDB : 1VAR ​;Borgstahl GE, Parge HE, Hickey MJ, Johnson MJ, Boissinot M, Hallewell RA, et al. (أبريل 1996). "  يُقلل المتغير متعدد الأشكال Ile58Thr لإنزيم ديسموتاز الفائق الأكسيد المنغنيزي الميتوكوندري البشري من نشاطه عن طريق زعزعة استقرار السطح البيني الرباعي". الكيمياء الحيوية . 35 (14): 4287–4297 . doi : 10.1021/bi951892w . PMID 8605177. S2CID 7450190 .  
  2. ↑ حيان م، هاشم م.أ، الناشف إ.م (مارس 2016). "أيون فوق الأكسيد: توليده وآثاره الكيميائية" . مراجعات كيميائية . 116 (5): 3029-3085 . doi : 10.1021/acs.chemrev.5b00407 . PMID 26875845 . 
  3. ↑ أرشيبالد ، ف. س.، وفريدوفيتش، إ. (1981). "المنغنيز وآليات الدفاع ضد سمية الأكسجين في بكتيريا Lactobacillus plantarum " . مجلة علم البكتيريا . 145 (1): 442-451 . Bibcode : 1981JBact.145..442A . doi : 10.1128/jb.145.1.442-451.1981 . PMC 217292. PMID 6257639 .  
  4. ↑ بيكوك تي، حسن إتش إم (2021). "دور إنزيم الكاتالاز المنغنيزي في النمو الهوائي لبكتيريا Lactobacillus plantarum ATCC 14431" . علم الأحياء الدقيقة التطبيقي . 1 (3): 615-625 . doi : 10.3390/applmicrobiol1030040 . S2CID 245379268 . 
  5. ↑ ماكورد، جيه إم، وفريدوفيتش، آي (نوفمبر 1969). "ديسموتاز الفائق الأكسيد. وظيفة إنزيمية للإريثروكوبرين (الهيموكوبرين)" . مجلة الكيمياء البيولوجية . 244 (22): 6049-6055 . doi : 10.1016/S0021-9258(18)63504-5 . PMID 5389100 . 
  6. ↑ ماكورد، جيه إم، وفريدوفيتش، آي (1988). "إنزيم ديسموتاز الفائق: العشرون عامًا الأولى (1968-1988)". بيولوجيا الطب والجذور الحرة . 5 ( 5-6 ): 363-369 . Bibcode : 1988FRBM....5..363M . doi : 10.1016/0891-5849(88)90109-8 . PMID 2855736 . 
  7. ↑ بروير ، جي جي (سبتمبر 1967). "المناطق عديمة اللون في هلامات النشا المصبوغة بالتترازوليوم: التباين الكهربائي الموروث" . المجلة الأمريكية لعلم الوراثة البشرية . 19 (5): 674-680 . PMC 1706241. PMID 4292999 .  
  8. ↑ PDB : 2SOD ؛تاينر، جيه. إيه.، جيتزوف، إي. دي. ، بيم، كيه. إم.، ريتشاردسون، جيه. إس.، ريتشاردسون، دي. سي. (سبتمبر 1982). "تحديد وتحليل بنية 2A لإنزيم ديسموتاز الفائق النحاسي والزنكي". مجلة البيولوجيا الجزيئية . 160 (2): 181-217 . Bibcode : 1982JMBio.160..181T . doi : 10.1016/0022-2836(82)90174-7 . PMID 7175933 . 
  9. ↑ كوينت ب، روتزل ر، ميكولسكي ر، ماكينا ر، سيلفرمان د.ن (فبراير 2006). "البنية البلورية لإنزيم ديسموتاز الفائق الأكسيد المنجنيزي البشري المُنتَر: آلية التثبيط". بيولوجيا الطب والجذور الحرة . 40 (3): 453-458 . doi : 10.1016/j.freeradbiomed.2005.08.045 . PMID 16443160 . 
  10. ↑ ريتشاردسون ج، توماس ك.أ، روبين ب.هـ، ريتشاردسون د.س (أبريل 1975). "البنية البلورية لإنزيم ديسموتاز الفائق الأكسيد النحاسي-الزنكي البقري بدقة 3 أنغستروم: تتبع السلسلة والروابط المعدنية" . وقائع الأكاديمية الوطنية للعلوم في الولايات المتحدة الأمريكية . 72 (4): 1349-1353 . doi : 10.1073/pnas.72.4.1349 . PMC 432531. PMID 1055410 .  .
  11. ↑ تاينر، جيه. إيه.، جيتزوف، إي. دي.، ريتشاردسون، جيه. إس.، ريتشاردسون، دي. سي. (1983). "بنية وآلية عمل إنزيم ديسموتاز الفائق النحاسي والزنكي". مجلة نيتشر . 306 (5940): 284-287 . Bibcode : 1983Natur.306..284T . doi : 10.1038/306284a0 . PMID: 6316150. S2CID : 4266810 .  
  12. 1 2 3 PDB : 1N0J ​;Borgstahl GE, Parge HE, Hickey MJ, Beyer WF, Hallewell RA, Tainer JA (أكتوبر 1992). "بنية ديسموتاز الفائق الأكسيد المنغنيزي الميتوكوندري البشري تكشف عن واجهة رباعية جديدة لحزمتين من 4 حلزونات". Cell . 71 (1): 107–118 . Bibcode : 1992Cell...71..107B . doi : 10.1016/ 0092-8674 (92)90270-M . PMID 1394426. S2CID 41611695 .  
  13. ↑ باروندو دي بي، كاسمان سي جيه، برونز سي كيه، تاينر جيه إيه، جيتزوف إي دي (يونيو 2004). " بنية وآلية عمل إنزيم ديسموتاز الفائق الأكسيد النيكلي". الكيمياء الحيوية . 43 (25): 8038-8047 . Bibcode : 2004Bioc...43.8038B . doi : 10.1021/bi0496081 . PMID 15209499. S2CID 10700340 .  
  14. 1 2 PDB : 1Q0M ​;ويرجيس جيه، لي جيه دبليو، ييم واي آي، ييم إتش إس، كانغ إس أو، دجينوفيتش كاروجو كيه (يونيو 2004). "البنية البلورية لإنزيم ديسموتاز الفائق الأكسيد المحتوي على النيكل تكشف عن نوع آخر من المواقع النشطة" . وقائع الأكاديمية الوطنية للعلوم في الولايات المتحدة الأمريكية . 101 (23): 8569-8574 . Bibcode : 2004PNAS..101.8569W . doi : 10.1073/pnas.0308514101 . PMC 423235. PMID 15173586 .  
  15. ↑ PDB : 1SDY ؛دجينوفيتش ك، غاتي ج، كودا أ، أنتوليني ل، بيلوسي ج، ديزيديري أ، وآخرون (ديسمبر 1991). "حل البنية وتحسين الديناميكا الجزيئية لإنزيم ديسموتاز الفائق الأكسيد النحاسي-الزنكي في الخميرة" . مجلة أكتا كريستالوغرافيكا، القسم ب: العلوم البنيوية . 47 (الجزء 6) (6): 918-927 . Bibcode : 1991AcCrB..47..918D . doi : 10.1107/S0108768191004949 . PMID 1772629 .  
  16. ↑ كورباس، إف. جيه.، باروسو، جيه. بي.، ديل ريو، إل. إيه. (أبريل 2001). "البيروكسيسومات كمصدر لأنواع الأكسجين التفاعلية وجزيئات إشارة أكسيد النيتريك في الخلايا النباتية". اتجاهات في علوم النبات . 6 (4): 145-150 . Bibcode : 2001TPS.....6..145C . doi : 10.1016/S1360-1385(01)01898-2 . PMID 11286918 . 
  17. ↑ كورباس إف جيه، فرنانديز-أوكانيا إيه، كاريراس إيه، فالديراما آر، لوكي إف، إستيبان إف جيه، وآخرون . (يوليو 2006). "يعتمد التعبير عن أشكال مختلفة من إنزيم ديسموتاز الفائق الأكسيد على نوع الخلية في أوراق الزيتون (Olea europaea L.)" . علم وظائف النبات والخلايا . 47 (7): 984-994 . doi : 10.1093/pcp/pcj071 . PMID 16766574 .  
  18. ↑ PDB : 3CQQ ؛Cao X، Antonyuk SV، Seetharaman SV، Whitson LJ، Taylor AB، Holloway SP، وآخرون (يونيو 2008). "بنية متغير G85R من SOD1 في التصلب الجانبي الضموري العائلي" . مجلة الكيمياء البيولوجية . 283 (23): 16169-16177 . doi : 10.1074 / jbc.M801522200 . PMC 2414278. PMID 18378676 .   
  19. ↑ PDB : 2JLP ؛أنتونيوك إس في، سترينج آر دبليو، ماركلوند إس إل، حسنين إس إس (مايو 2009). "بنية إنزيم ديسموتاز الفائق النحاسي-الزنكي خارج الخلوي البشري بدقة 1.7 أنغستروم: رؤى حول ارتباط الهيبارين والكولاجين". مجلة البيولوجيا الجزيئية . 388 (2): 310-326 . doi : 10.1016/j.jmb.2009.03.026 . PMID 19289127 . 
  20. 1 2 Alscher RG, Erturk N, Heath LS (مايو 2002). "دور إنزيمات ديسموتاز الفائق (SODs) في التحكم بالإجهاد التأكسدي في النباتات" . مجلة علم النبات التجريبي . 53 (372): 1331-1341 . doi : 10.1093/jexbot/53.372.1331 . PMID 11997379 . 
  21. 1 2 3 سميرنوف ن (سبتمبر 1993). "دور الأكسجين النشط في استجابة النباتات لنقص الماء والجفاف" . مجلة نيو فايتولوجيست . 125 (1): 27-58 . Bibcode : 1993NewPh.125...27S . doi : 10.1111/j.1469-8137.1993.tb03863.x . PMID 33874604 . 
  22. 1 2 رايشودري إس إس، دينغ إكس دبليو (2008). "دور إنزيم ديسموتاز الفائق في مكافحة الإجهاد التأكسدي في النباتات العليا". المجلة النباتية . 66 (1): 89-98 . doi : 10.1007/BF02857783 . S2CID 7663001 . 
  23. ↑ فانابورن م، واند م، ميتشل إس إل، ساركار-تايسون م، أيرلندا ب، غولدمان إس، وآخرون . (أغسطس 2011). "إنزيم ديسموتاز الفائق C ضروري لبقاء بكتيريا بوركولدرية سودومالي داخل الخلايا وضراوتها" . علم الأحياء الدقيقة . 157 (الجزء 8): 2392-2400 . doi : 10.1099/mic.0.050823-0 . PMID 21659326 .  
  24. ^ هاينريش بي سي، لوفلر جي، يتحجر PE (2006). الكيمياء الحيوية والكيمياء الحيوية (سبرينجر ليهربوخ) (الطبعة الألمانية ). برلين: سبرينغر. ص. 123. ردمك   978-3-540-32680-9.
  25. ↑ غاردنر، بي آر، راينيري، آي، إبستين، إل بي، وايت، سي دبليو (يونيو 1995). "يُعدِّل جذر الأكسيد الفائق والحديد نشاط الأكونيتاز في خلايا الثدييات" . مجلة الكيمياء البيولوجية . 270 (22): 13399-13405 . doi : 10.1074/jbc.270.22.13399 . PMID 7768942 . 
  26. ↑ إينوباكوتيكا وآخرون (2016). تطور استقلاب أنواع الأكسجين التفاعلية، مجلة علم النبات التجريبي، 67 (21): 5933-5943. https://doi.org/10.1093/jxb/erw382.
  27. ↑ أوليارز وآخرون (2021). حدث الأكسجة العظيم كنتيجة للديناميات البيئية المتأثرة بالتغيرات الكوكبية. نات. كوميون، 12 : 3985. doi.org/10.1038/s41467-021-23286-7.
  28. ↑ كاستينغ (2013). ما الذي تسبب في ارتفاع نسبة الأكسجين في الغلاف الجوي؟ الكيمياء الجيولوجية، 362 : 13-25. doi.org/10.1016/j.chemgeo.2013.05.039.
  29. ↑ إينوباكوتيكا وآخرون (2016). تطور استقلاب أنواع الأكسجين التفاعلية، مجلة علم النبات التجريبي، 67 (21): 5933-5943. https://doi.org/10.1093/jxb/erw382.
  30. ↑ بودين وآخرون (2021). توقيت تطور الإنزيمات المضادة للأكسدة في البكتيريا الزرقاء. نات كوميون 12 ، 4742. https://doi.org/10.1038/s41467-021-24396-y.
  31. ↑ كيس (2017). حول أصل إنزيم ديسموتاز الفائق: منظور تطوري لإشارات الأكسدة والاختزال بوساطة الفائق. مضادات الأكسدة، 6 (4): 82. doi.org/10.3390/antiox6040082.
  32. ↑ زيوين وآخرون (2018). دور أنواع الأكسجين التفاعلية ومضادات الأكسدة الغذائية في الأمراض البشرية. فرونت. فيزيول.، 9. doi.org/10.3389/fphys.2018.00477.    
  33. ↑ ماكورد وآخرون (1971). نظرية إنزيمية للعيش اللاهوائي الإجباري: الوظيفة الفيزيولوجية لإنزيم ديسموتاز الفائق الأكسيد. وقائع الأكاديمية الوطنية للعلوم في الولايات المتحدة الأمريكية، 68 (5): 1024-1027. pnas.org/doi/pdf/10.1073/pnas.68.5.1024.
  34. ↑ ميلر (2012). إنزيمات ديسموتاز الفائق الأكسيد: إنزيمات قديمة ورؤى جديدة، FEBS Open Bio ، 586، doi:10.1016/j.febslet.2011.10.048.
  35. ↑ بانسي وآخرون (2005). نظير إنزيم ديسموتاز الفائق الأكسيد بدائي النواة يفتقر إلى اثنين من روابط النحاس: من غير منظم إلى حد كبير في المحلول إلى منظم في البلورة. وقائع الأكاديمية الوطنية للعلوم في الولايات المتحدة الأمريكية ، 102 : 7541-7546. doi:10.1073/pnas.0502450102.
  36. ↑ ويلكنسون وآخرون (2006). التوصيف الوظيفي لمجموعة جينات ديسموتاز الفائق الأكسيد الحديدي في التريبانوسوما البروسية . بيولوجيا الطب والجذور الحرة 40 : 198-209. doi:10.1016/j.freeradbiomed.2005.06.022.
  37. ↑ وولف-سيمون وآخرون (2005). دور وتطور إنزيمات ديسموتاز الفائق الأكسيد في الطحالب. مجلة علم الطحالب ، 41: 453-465. doi-org.reed.idm.oclc.org/10.1111/j.1529-8817.2005.00086.x.
  38. ↑ دوبونت وآخرون (2008). تنوع ووظيفة وتطور الجينات المشفرة لإنزيمات ديسموتاز الفائق الأكسيد المحتوية على النيكل. علم الأحياء الدقيقة البيئية 10 : 1831-1843. doi:10.1111/j.1462-2920.2008.01604.x.
  39. 1 2 ستاثوبولوس، ب.ب.، رومفيلدت، ج.أ.، كارباسي، ف.، سيدال، س.أ.، ليبوك، ج.ر.، مايرينغ، إ.م. (مارس 2006). "التحليل الحراري للاستقرار الديناميكي الحراري والتجمع لطفرات Gly-93 المرتبطة بالتصلب الجانبي الضموري المرتبطة بالتصلب الجانبي الضموري، سواءً كانت خالية من البروتين أو مرتبطة به" . مجلة الكيمياء البيولوجية . 281 (10): 6184-6193 . doi : 10.1074/jbc.M509496200 . PMID 16407238 . 
  40. ↑ رومفيلدت، جيه. إيه.، ستاثوبولوس، بي. بي.، تشاكرابارتي، إيه.، ليبوك، جيه. آر.، مايرينغ، إي. إم. (يناير 2006). "آلية وديناميكا حرارية لتشوه إنزيمات ديسموتاز الفائق النحاسي والزنكي الطافرة المرتبطة بمرض التصلب الجانبي الضموري بفعل كلوريد الغوانيدينيوم". مجلة البيولوجيا الجزيئية . 355 (1): 106-123 . doi : 10.1016/j.jmb.2005.10.042 . PMID 16307756 . 
  41. 1 2 لي واي، هوانغ تي تي، كارلسون إي جيه، ميلوف إس، أورسيل بي سي، أولسون جيه إل، وآخرون . (ديسمبر 1995). "اعتلال عضلة القلب التوسعي والوفاة الوليدية في الفئران الطافرة التي تفتقر إلى إنزيم ديسموتاز الفائق الأكسيد المنغنيزي". علم الوراثة الطبيعية . 11 (4): 376-381 . Bibcode : 1995NaGen..11..376L . doi : 10.1038/ng1295-376 . PMID 7493016. S2CID 10900822 .   
  42. 1 2 إلتشوري إس، أوبرلي تي دي، تشي دبليو، أيزنشتاين آر إس، جاكسون روبرتس إل، فان ريمن إتش، وآخرون . (يناير 2005). "يؤدي نقص إنزيم CuZnSOD إلى تلف تأكسدي مستمر وواسع النطاق وتكوّن سرطان الكبد في مراحل لاحقة من العمر" . Oncogene . 24 (3): 367–380 . doi : 10.1038/sj.onc.1208207 . PMID 15531919 .  
  43. ↑ مولر، ف. ل.، سونغ، و.، ليو، ي.، تشودري، أ.، بيك-دال، س.، سترونغ، ر.، وآخرون . (يونيو 2006). "يؤدي غياب إنزيم ديسموتاز الفائق النحاسي-الزنكي إلى زيادة الإجهاد التأكسدي وتسريع ضمور العضلات الهيكلية المرتبط بالعمر". بيولوجيا الطب والجذور الحرة . 40 (11): 1993-2004 . doi : 10.1016/j.freeradbiomed.2006.01.036 . PMID 16716900 .  
  44. ↑ سينتمان إم إل، غرانستروم إم، جاكوبسون إتش، ريوم إيه، باسو إس، ماركلوند إس إل (مارس 2006). "الأنماط الظاهرية للفئران التي تفتقر إلى إنزيم ديسموتاز الفائق الأكسيد خارج الخلية وإنزيم ديسموتاز الفائق الأكسيد المحتوي على النحاس والزنك" . مجلة الكيمياء البيولوجية . 281 (11): 6904-6909 . doi : 10.1074/jbc.M510764200 . PMID 16377630 . 
  45. ↑ أوكا إس، هيراي جيه، ياسوكاوا تي، ناكاهارا واي، إينوي واي إتش (أغسطس 2015). "ارتباط تراكم أنواع الأكسجين التفاعلية بنقص إنزيمات ديسموتاز الفائق الأكسيد مع ضعف الجهاز العصبي وعضلات ذباب الفاكهة البالغ المرتبط بالعمر". علم الشيخوخة البيولوجية . 16 (4): 485-501 . doi : 10.1007/s10522-015-9570-3 . PMID 25801590. S2CID 18050827 .  
  46. ↑ صن جيه، فولك دي، برادلي تي جيه، تاور جيه (يونيو 2002). "التحفيز المفرط للتعبير عن إنزيم ديسموتاز الفائق التأكسد الميتوكوندري يؤدي إلى إطالة عمر ذبابة الفاكهة البالغة (دروسوفيلا ميلانوجاستر)" . علم الوراثة . 161 (2): 661-672 . doi : 10.1093/genetics/161.2.661 . PMC 1462135. PMID 12072463 .  
  47. 1 2 لوكاس إي آر، كيلر إل (يوليو 2018). "ارتفاع مستوى التعبير عن جينات الشيخوخة والمناعة لدى ملكات نمل الحديقة الأسود" . علم الشيخوخة التجريبي . 108 : 92-98 . doi : 10.1016/j.exger.2018.03.020 . PMID 29625209. S2CID 5045743 .  
  48. ↑ ميلوف إس، رافينسكروفت جيه، مالك إس، جيل إم إس، ووكر دي دبليو، كلايتون بي إي، وآخرون . (سبتمبر 2000). " إطالة العمر باستخدام محاكيات إنزيمات ديسموتاز الفائق/الكتالاز". مجلة ساينس . 289 (5484): 1567-1569 . Bibcode : 2000Sci...289.1567M . doi : 10.1126/science.289.5484.1567 . PMID 10968795. S2CID 21519801 .   
  49. ↑ مويد ك.أ، كاراكايا هـ.ج، كوتش أ (فبراير 2014). "غياب نشاط إنزيم ديسموتاز الفائق الأكسيد يُسبب تفتت الحمض النووي النووي أثناء عملية الشيخوخة". مجلة الاتصالات البحثية البيوكيميائية والبيوفيزيائية . 444 (2): 260-263 . Bibcode : 2014BBRC..444..260M . doi : 10.1016/j.bbrc.2014.01.056 . hdl : 11147/5542 . PMID 24462872 . 
  50. ↑ أوغاتا تي، سينو تي، كاوانو إس، إيكيدا إس (يناير 2016). "نقص إنزيم ديسموتاز الفائق الأكسيد في الميتوكوندريا يُسرّع الشيخوخة الزمنية في خميرة الانشطار Schizosaccharomyces pombe" . مجلة بيولوجيا الخلية الدولية . 40 (1): 100-106 . doi : 10.1002/cbin.10556 . PMID 26507459. S2CID 205563521 .  
  51. ↑ ميلاني ب، غالياردي س، كوفا إي، سيريدا س (2011). "التنظيم النسخي وما بعد النسخي لإنزيم SOD1 وآثاره المحتملة في التصلب الجانبي الضموري" . مجلة أبحاث علم الأعصاب الدولية . 2011 458427. doi : 10.1155/2011/458427 . PMC 3096450. PMID 21603028 .  
  52. ↑ دينغ إتش إكس، هينتاتي إيه، تاينر جيه إيه، إقبال زد، كايابياب إيه، هونغ دبليو واي، وآخرون . (أغسطس 1993). "التصلب الجانبي الضموري والعيوب البنيوية في إنزيم ديسموتاز الفائق النحاسي والزنكي". مجلة ساينس . 261 (5124): 1047-1051 . رمز Bibcode : 1993Sci...261.1047D . doi : 10.1126/science.8351519 . PMID 8351519 .  
  53. ↑ كونويت، ر. أ. (ديسمبر 2006). "الوقاية من التصلب الجانبي الضموري العائلي: قد تكون التجربة السريرية ممكنة، ولكن هل هناك ما يبرر إجراء تجربة فعالية؟" . مجلة العلوم العصبية . 251 ( 1-2 ): 1-2 . doi : 10.1016/j.jns.2006.07.009 . PMID 17070848. S2CID 33105812 .  
  54. ↑ الشلبي أ، لي ب ن (أغسطس 2000). "التطورات الحديثة في التصلب الجانبي الضموري". الرأي الحالي في علم الأعصاب . 13 (4): 397-405 . doi : 10.1097/00019052-200008000-00006 . PMID 10970056. S2CID 21577500 .  
  55. ↑ يونغ آر بي، هوبكنز آر، بلاك بي إن، إيدي سي، وو إل، غامبل جي دي، وآخرون . (مايو 2006). "المتغيرات الوظيفية لجينات مضادات الأكسدة لدى المدخنين المصابين بداء الانسداد الرئوي المزمن ولدى الأشخاص ذوي وظائف الرئة الطبيعية" . مجلة ثوراكس . 61 (5): 394-399 . doi : 10.1136/thx.2005.048512 . PMC 2111196. PMID 16467073 .   
  56. ↑ غانغولي ك، ديبنر م، فاتمان س، بين ك، أوري ت د، ويسلكامبر س س، وآخرون . (مايو 2009). " إنزيم ديسموتاز الفائق 3، المتغيرات خارج الخلوية (SOD3) ووظائف الرئة" . علم الجينوم الفيزيولوجي . 37 (3): 260-267 . doi : 10.1152/physiolgenomics.90363.2008 . PMC 2685504. PMID 19318538 .   
  57. ↑ غونغورا إم سي، لوب إتش إي، لاندميسر يو، غوزيك تي جيه، مارتن دبليو دي، أوزومي كيه، وآخرون . (أكتوبر 2008). "يؤدي فقدان إنزيم ديسموتاز الفائق الأكسيد خارج الخلية إلى تلف حاد في الرئة في وجود هواء المحيط: آلية محتملة وراء متلازمة الضائقة التنفسية الحادة لدى البالغين" . المجلة الأمريكية لعلم الأمراض . 173 (4): 915-926 . doi : 10.2353/ajpath.2008.080119 . PMC 2543061. PMID 18787098 .   
  58. ^ جاجلياردي إس، كوفا إي، دافين أ، جواريشي إس، أبيل ك، ألفيسي إي، وآخرون . (أغسطس 2010). “التعبير SOD1 mRNA في التصلب الجانبي الضموري المتقطع”. البيولوجيا العصبية للأمراض . 39 (2): 198-203 . دوى : 10.1016/j.nbd.2010.04.008 . اتش دي ال : 2434/1204078 . بميد 20399857 . S2CID 207065284 .   
  59. ↑ غرونر واي، إلروي-شتاين أو، أفراهام كيه بي، شيكلر إم، نوبلر إتش، مينك-غولومب دي، وآخرون (1994). "تلف الخلايا الناتج عن زيادة إنزيم CuZnSOD ومتلازمة داون". الطب الحيوي والعلاج الدوائي . 48 ( 5-6 ): 231-240 . doi : 10.1016/0753-3322(94)90138-4 . PMID 7999984 .  
  60. ↑ روجيتو إل، مولاتسيه إس، سوفرو إيه إس (مايو 2015). "حالة إنزيم ديسموتاز الفائق الأكسيد في الثلاسيميا المعتمدة على نقل الدم" . مجلة أمريكا الشمالية للعلوم الطبية . 7 (5): 194-198 . doi : 10.4103/1947-2714.157480 . PMC 4462814. PMID 26110130 .  
  61. ↑ غونغورا إم سي، تشين زد، لاود كيه، كيم إتش دبليو، ماكان إل، فولز جيه آر، وآخرون . (سبتمبر 2006). "دور إنزيم ديسموتاز الفائق الأكسيد خارج الخلية في ارتفاع ضغط الدم" . ارتفاع ضغط الدم . 48 (3): 473-481 . doi : 10.1161/01.HYP.0000235682.47673.ab . PMID 16864745 .  
  62. ↑ لوب، إتش إي، مارفار، بي جيه، جوزيك، تي جيه، شارما، إس، ماكان، إل إيه، وياند، سي، وآخرون . (فبراير 2010). "تحفيز ارتفاع ضغط الدم والالتهاب المحيطي عن طريق تقليل إنزيم ديسموتاز الفائق الأكسيد خارج الخلية في الجهاز العصبي المركزي" . ارتفاع ضغط الدم . 55 (2): 277-283 ، 6 صفحات تلي الصفحة 283. doi : 10.1161/HYPERTENSIONAHA.109.142646 . PMC 2813894. PMID 20008675 .   
  63. ↑ ألبرتيلا م، جينتيالا ر ر، باراسكيفاس ت، إيريت د، بروشيتيني م، سول ر، وآخرون (مجموعة كوكرين لحديثي الولادة) (أكتوبر 2023). "إنزيم ديسموتاز الفائق لعلاج خلل التنسج القصبي الرئوي لدى الخدج" . قاعدة بيانات كوكرين للمراجعات المنهجية . 2023 (10) CD013232. doi : 10.1002/14651858.CD013232.pub2 . PMC 10561150. PMID 37811631 .   
  64. ↑ سيغوي ج، جيرونيلا م، سانس م، غرانيل س، جيل ف، جيمينو م، وآخرون (سبتمبر 2004). "إنزيم ديسموتاز الفائق يُحسّن التهاب القولون المُستحث بواسطة TNBS عن طريق تقليل الإجهاد التأكسدي، والتعبير عن جزيئات الالتصاق، وتجنيد الكريات البيضاء في الأمعاء الملتهبة". مجلة بيولوجيا الكريات البيضاء . 76 (3): 537-544 . doi : 10.1189/jlb.0304196 . PMID 15197232. S2CID 15028921 .   
  65. ↑ سيغوي ج، جيرونيلا م، سانس م، غرانيل س، جيل ف، جيمينو م، وآخرون . (سبتمبر 2004). "إنزيم ديسموتاز الفائق يُحسّن التهاب القولون المُستحث بواسطة TNBS عن طريق تقليل الإجهاد التأكسدي، والتعبير عن جزيئات الالتصاق، وتجنيد الكريات البيضاء إلى الأمعاء الملتهبة" . مجلة بيولوجيا الكريات البيضاء . 76 (3): 537-544 . doi : 10.1189/jlb.0304196 . PMID 15197232. S2CID 15028921 .   
  66. ↑ ماكغينيس جيه إي، بروكتر بي إتش، ديموبولوس إتش بي، هوكانسون جيه إيه، كيركباتريك دي إس (1978). "تحسين سمية السيسبلاتين الكلوية بواسطة الأورغوتين (ديسموتاز الفائق الأكسيد)". الكيمياء الفيزيولوجية والفيزياء . 10 (3): 267-277 . PMID 733940 . 
  67. ↑ ماربرغر هـ، هوبر و، بارتش ج، شولت ت، سووبودا ب (1974). "أورغوتين: دواء جديد مضاد للالتهابات من البروتينات المعدنية، تقييم الفعالية السريرية والسلامة في حالات التهاب المسالك البولية". المجلة الدولية لأمراض المسالك البولية والكلى . 6 (2): 61-74 . doi : 10.1007/bf02081999 . PMID 4615073. S2CID 23880216 .  
  68. ↑ رقم التجربة السريرية NCT01324141 لـ "MTS-01 الموضعي لعلاج التهاب الجلد أثناء العلاج الإشعاعي والكيميائي لسرطان الشرج" على موقع ClinicalTrials.gov
  69. ↑ ويلكوكس، سي إس (مايو 2010). "تأثيرات التيمبول والنيتروكسيدات ذات دورة الأكسدة والاختزال في نماذج الإجهاد التأكسدي" . علم الأدوية والعلاجات . 126 (2): 119-145 . doi : 10.1016/j.pharmthera.2010.01.003 . PMC 2854323. PMID 20153367 .  
  70. 1 2 أولوكابي ك، ناصرجيلار أ.ج. (فبراير 2024). "دور الجلوتامين الخارجي في الإنبات، ونمو النبات، والتعبير الجيني لبعض الجينات المرتبطة بالإجهاد في البصل تحت تأثير الإجهاد الملحي" . مجلة فوليا هورتيكولتورا . 36 (1). الجمعية البولندية لعلوم البستنة: 19-34 . doi : 10.2478/fhort-2024-0002 . S2CID 19887643 . 
  71. ↑ نام يي، كوون أو (2024). "التأثيرات الحادة والمطولة لإنزيم سوبرأكسيد ديسميوتاز المشتق من بكتيريا باسيلوس أميلوليكويفاسينز GF424 على الدفاع المضاد للأكسدة لدى الأفراد الأصحاء الذين يتعرضون لتمارين هوائية مكثفة". بيولوجيا الطب والجذور الحرة . 224 : 484-493 . doi : 10.1016/j.freeradbiomed.2024.09.015 . PMID 39277120 . 
  72. ↑ شين إس واي، يون إتش كيه (2024). "فعالية وسلامة GF101 وتأثيره المضاد للأكسدة على نتائج التلقيح الصناعي" . مضادات الأكسدة . 13 : 321. doi : 10.3390/antiox13030321 .
  73. ↑ كامبانا ف، زيرفوديس س، بيرديرو ب، جيز إ، فوركيه أ، باديو س، وآخرون (2004). "إنزيم ديسموتاز الفائق الموضعي يقلل من تليف سرطان الثدي بعد العلاج الإشعاعي" . مجلة الطب الخلوي والجزيئي . 8 (1): 109-116 . CiteSeerX 10.1.1.336.8033 . doi : 10.1111/ j.1582-4934.2004.tb00265.x . PMC 6740277. PMID 15090266 .    
  74. ↑ فوزينين-بروتونز إم سي، سيفان في، غولت إن، رينارد سي، جيفروتين سي، ديلانيان إس، وآخرون . (يناير 2001). "يتوسط تثبيط TGF-beta1 والانعكاس النمطي للخلايا الليفية العضلية التأثير المضاد للتليف لإنزيم Cu/Zn SOD". بيولوجيا الطب والجذور الحرة . 30 (1): 30-42 . doi : 10.1016/S0891-5849(00)00431-7 . PMID 11134893 .  
  75. ↑ روماو س (مارس 2015). "القيمة العلاجية للمكملات الغذائية الفموية التي تحتوي على مزيج من إنزيم ديسموتاز الفائق الأكسيد المستخلص من البطيخ وغليادين القمح" . التغذية . 31 (3): 430-436 . doi : 10.1016/j.nut.2014.10.006 . PMID 25701330 .