基本信息
- 项目名称：
- 超氧化物分子克隆与序列测定
- 来源：
- 第十二届“挑战杯”省赛作品
- 小类：
- 生命科学
- 大类：
- 自然科学类学术论文
- 简介：
- 本研究运用分子生物学技术对大肠杆菌Mn-SOD基因的全长编码序列进行克隆，采用原核表达技术对其进行原核表达，应用SOD 酶活测定进行表达产物的酶活鉴定，成功地实现了Mn-SOD 基因的克隆和表达，为该基因的下一步研究和应用打下了良好的基础。
- 详细介绍：
- 超氧化物歧化酶(SOD)是细胞体内歧化超氧阴离子自基(O-2)的一个抗氧化酶，按其结合的金属性离子根据其中金属辅基的不同可分为4 类：Cu/Zn-SOD、Mn-SOD、Fe-SOD 和Ni-SOD，它们通过催化超氧阴离子自由基0-2 发生歧化反应，达到清除O-2 的效果，具有防御氧毒性、增强机体抗辐射损伤能力、防衰老以及治疗某些肿瘤、炎症、自身免疫疾病等功效，广受国内外科研工作者的关注和重视[1]。通过转SOD基因技术实现SOD的大规模发酵生产，具有良好的应用前景。
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作品专业信息
撰写目的和基本思路
- 当前市场上的CuZn—SOD主要是从牛血清中提取的，虽然原料来源比较丰富，但由于存在病原体的污染问题限制了其工业化生产。利用微生物生长速度快、不受原材料及环境的影响、表达稳定且易于控制、工业化生产工艺成熟等优势生产CuZn～SOD将是一个很好的发展方向。 建立分别适合两个模块的实验的考核体系。
科学性、先进性及独特之处
- (1)建立具有两个模块的实验内容，即连续实验的内容与单独实验的内容很好地结合 。 (2)以克隆为连续实验模块的实验中，建立质粒DNA的提取和纯化，内切酶消化，DNA琼脂糖电泳，DNA连接实验，感受态细菌的制备，重组DNA遗传转化与克隆筛选。 (3)单独实验开设的实验内容，考虑RT—PCR，southem或western。 (4)建立分别适合两个模块的实验的考核体系。
应用价值和现实意义
- 1．药物类 主要集中在炎症病患者，尤其治疗类风湿关节炎、慢性多发性关节炎、心肌梗塞、心血管病、肿瘤患者以及放射性治疗炎症病患者； 2．用于生化制药 作为一种生化酶制剂，广泛应用于临床和科研上，具有极强的抗衰老，抗肿瘤、 调节人体内分泌系统作用； 3．用于化妆品类 可添加在化妆品中，具有抗氧化抗腐蚀的优良性能。
学术论文摘要
- 超氧化物歧化酶是一种普遍存在于自然界生物体内清除超氧化物自由基的金属酶，根据结合到其活性部位的金属离子不同，可分为Cu／Zn—SOD，Mn—SOD，Fe—SOD。其中Cu／Zn—SOD(SOD1)是生物体内分布最广稳定性最高的一种酶，由于有着极为广泛的应用前景，人们对其生理功能及各种来源进行了深入研究；该酶是目前2O00多种酶中研究报道最多的一种，也是当今生物学前沿研究课题之一，开展对该酶的研究具有十分重要的意义。。当前市场上的Cu／Zn—SOD主要是从牛血清中提取的，虽然原料来源比较丰富，但由于存在病原体的污染问题限制了其工业化生产。随着研究工作的深入，近年来一些分子遗传学家开始对SOD基因分离、核苷酸序列、基因克隆和表达进行了研究 他们通过PCR扩增技术从酿酒酵母中得到了Cu／Zn—SOD的结构基因。利用微生物生长速度快、不受原材料及环境的影响、表达稳定且易于控制、工业化生产工艺成熟等优势生产Cu／Zn—SOD将是一个很好的发展方向
获奖情况
- 北京吉利大学毕业生论文评选中获得“优秀毕业生论文”称号
鉴定结果
- 文章内容充实，思路清晰，竟鉴定不存在抄袭现象
参考文献
- [1] 袁勤生．超氧化物歧化酶．医药I业，1985，1 6(9)：33～37 [2] 袁勤生．超氧化歧化酶的研究进展．生化药物杂志，1988，44(2)：1～9 [3] 张博润等．超氧化物歧化酶的研究进展和应用前景．微生物学通报，1 992，19(6)：352~257 [4] 高浦渝等．酵母超氧化物歧化酶的初步研究．生化药物杂志，I988，44(2)：32～34 [5] 张博润等．酵母超氧化物歧化酶高产菌的选育．微生物学报，I 994，34(4)：279~284 [6] 张博润等．酿酒酵母SOD基因的克隆和表达．生物I程学报，1995，11(I)：77～80 [7] MCCord J M ，eta[．Superoxide Dismutase．J Biol Chem，1969，244：6049~6055 [8] 冯清平等，酵母菌中超氧化物歧化酶的研究，微生物学报，I 995，35(4)：280～286 [9] 李文杰等．发光细菌518菌株SOD的分离纯化．见：全国首届sOD学术研讨会论文汇编．上海：1988，20～22
同类课题研究水平概述
- 近年来，美、日、英、德相继开发了微生物SOD基因工程产品，并进行了临床实验 。我国医学科学院基础医学研究所和海军总医院分子生物学研究室已成功将人血CuZn-SOD克隆到大肠杆菌中，表达率高达50%。施惠娟等人分别以人胎肝组织及人肝细胞株（L02）总RNA为模板，以RT-PCR法获得hCuZn-SOD和hMn-SODcDNA，构建表达质粒pETSOD，并导入E.coli细胞中使之表达。分别获得了38%和50%的高表达率，且表达的SOD有酶活性。鉴于重组的人SOD在体内半衰期仍很短，施惠娟等人又通过基因工程的方法将rhCuZn-SODcDNA基因改造得到了更加稳定的酶。以上说明了我国人源SOD在微生物细胞中的克隆和表达已达到了国际水平。但是由于超氧化物歧化酶的模拟属于新型交叉学科，需要化学和生物学知识乃至技术的高度结合，目前的模拟还没有走向成熟，相信随着21世纪化学生物学的崛起，这一新兴交叉学科将会对化学、生物学及医学产生深远的影响。
