Dysmutaza ponadtlenkowa

Dysmutaza ponadtlenkowa^[1][2][3] (SOD, z ang. superoxide dismutase, E.C. 1.15.1.1) – enzym z grupy oksydoreduktaz katalizujący dysmutację anionorodnika ponadtlenkowego.

Mn-SOD

Centrum aktywne SOD

Dysmutaza ponadtlenkowa została wyizolowana w 1939 roku z erytrocytów wołu, a największa jego zawartość jest w komórkach wątroby. Jest pierwszym odkrytym enzymem którego substratem jest wolny rodnik. Enzym ten jest metaloproteiną. Składa się z części białkowej (apoenzym) oraz katalitycznej grupy prostetycznej w formie atomu metalu pełniącej funkcję centrum aktywnego.

W komórkach ludzkich występują trzy izoenzymy dysmutaz ponadtlenkowych:

• Cytoplazmatyczna SOD-1 zawierająca miedź (Cu) i cynk (Zn) CuZnSOD-1 o masie cząsteczkowej 32 kDa, chromosom 21q22.
• Mitochondrialna SOD-2 zawierająca mangan (Mn) MnSOD-2, o masie cząsteczkowej 96 kDa, chromosom 6q25.
• Wydzielana na zewnątrz komórki SOD-3, inaczej EC SOD, zawierająca miedź (Cu) i cynk (Zn) CuZnSOD-3, o masie cząsteczkowej 135 kDa, chromosom 4q21. Występuje w limfie, osoczu, płynie maziowym. W odróżnieniu od pozostałych izoenzymów może być wydalana na zewnątrz, a jej umiejscowienie komórkowe to błona komórkowa i macierz międzykomórkowa.

Jest ona strukturą tetrameryczną z elementami sacharydowymi, i jest odporna na działanie mocznika i wysokich temperatur oraz wiąże heparynę w odróżnieniu od dwóch pozostałych izoform dysmutaz ponadtlenkowych. SOD-1 i SOD-2 nie mają w swojej budowie cukrów, a SOD-1 jest homodimerem, pozostałe dwie formy to homotetramery.

SOD-1 oraz EC SOD mogą być hamowane przez jony cyjankowe lub azydkowe.

Podstawienie reszty seryny przez 3-metyloamino-L-alaninę (aminokwas niebiałkowy) zmienia strukturę SOD-1, co może skutkować degeneracją neuronów i rozwojem stwardnienia zanikowego boczne zachodniego Pacyfiku^[4]

Aktywność w roślinach

Synteza takich enzymów jak dysmutaza ponadtlenkowa, oksydaza L-askorbinianowa i polimeraza DNA Delta 1 inicjuje się wraz z aktywacją genów związanych z warunkami stresowym dla roślin^[5]. Ograniczenie tego procesu zainicjowanego warunkami silnego zasolenia gleby można osiągnąć podając roślinom egzogenną glutaminę. Zmniejszenie poziomu ekspresji genów odpowiedzialnych za syntezę dysmutazy ponadtlenkowej wzrasta wraz ze wzrostem stężenia glutaminy^[5].