擬南芥銅鋅超氧化物歧化酶解聚的中間態性質

劉祚軍，黃勝威，李明浩，吳麗芳

(1. 中國科學院 合肥物質科學研究院， 合肥 230031； 2. 中國科學院大學， 北京 100049； 3. 安徽省農業科學院 農業工程研究所， 合肥 230001)

植物在受到外界環境脅迫時產生應激反應，并通過產生活性氧建立防御機制。然而，活性氧的產生是不可控的，過量的活性氧又會引起對植物體蛋白質、脂類、核酸等的損傷[1]。超氧化物歧化酶(Superoxide dismutase，SOD)是一類廣泛存在的金屬酶，負責清除生物體內有害的活性氧，被認為是衡量植物抗逆性狀的一種重要指標蛋白[2-3]。根據活性中心結合金屬離子的不同，SOD分為銅鋅超氧化物歧化酶(Cu, Zn superoxide dismutase， Cu, Zn-SOD)、鐵超氧化物歧化酶(Fe superoxide dismutase，Fe-SOD)、錳超氧化物歧化酶(Mn superoxide dismutase，Mn-SOD)和鎳超氧化物歧化酶(Ni superoxide dismutase，Ni-SOD)等4類。其中，在高等植物中，Cu, Zn-SOD在體內含量最高、分布也最為普遍，因此，其相關研究具有重要的理論和農業生產意義[4]。

擬南芥(Arabidopsisthaliana)是重要的模式生物，已發現有7個SOD酶，其中，擬南芥銅鋅超氧化物歧化酶(Arabidopsisthalianasuperoxide dismutase 1，AtSOD1)被推測為一個大小為32 ku的同源二聚體，是理想的研究植物SOD酶結構與功能關系的模式蛋白[5-6]。

目前，對AtSOD1的研究仍不夠深入，因此其在體內表達調控機制依舊不明[7]。其主要原因有兩個方面：一是生物體內條件復雜，導致機理研究困難；二是對于該酶本身的性質，如穩定性、活性特別是結構與活性的關系等基本信息了解不夠充分，這在很大程度上限制了相關研究的開展。本研究結合圓二色譜(Circular dichroism，CD)、差示掃描量熱法(Differential scanning calorimetry，DSC)、電子順磁共振波譜(Electron paramagnetic resonance，EPR)等方法對AtSOD1酶的基本性質進行表征，以期為AtSOD1酶結構與功能以及金屬配位結構研究提供方法學和數據支撐。……