به گزارش پایگاه اطلاع رسانی بنیان، بسیاری از گونه‌های اکسیژن کوتاه مدت و بسیار واکنش پذیر، مانند آنیون سوپراکسید ((O2 و هیدروژن پراکسید (H2O2)، سمی هستند یا می‌توانند استرس اکسیداتیو در سلول‌ها ایجاد کنند، پاسخی که در پاتوژنز بیماری‌های متعدد بسته به غلظت، محل و شرایط سلولی آن‌ها نقش دارد. فعالیت سوپراکسید دیسموتاز (SOD) به عنوان یک مکانیسم دفاعی سلولی درون زا و برون زا شامل استفاده بالقوه در درمان بیماری‌های مختلف، بوده که بر بیماری‌های انسانی تاثیر گذار است. SOD استرس اکسیداتیو، متابولیسم لیپید، التهاب و اکسیداسیون را در سلول‌ها تنظیم می‌کند. همچنین اثرات آنتی اکسیدانی را در بسیاری از فرآیندهای مرتبط با سرطان بیان می‌کند. علاوه بر این، اشکال مختلف SOD همچنین ممکن است فرآوری مواد غذایی و کاربردهای دارویی را افزایش داده، اثرات ضد سرطانی، آنتی اکسیدانی و ضد التهابی از خود نشان دهد و با محافظت از تکثیر سلول‌های ماهیچه صاف عروق، از مشکلات شریانی جلوگیری کند. 
مکانیسم اثر SOD در سیستم‌های غذایی
سوپراکسید دیسموتاز، که بخشی از سیستم دفاعی آنتی اکسیدانی درون زا است، در پیشگیری و کاهش استرس اکسیداتیو نقش دارد. علاوه بر این، SOD و سایر آنتی اکسیدان‌های درون زا مانند CAT، GPx، گلوتاتیون ردوکتاز (GR)، و تیوردوکسین ردوکتاز (TrxR)، از مکانیسم‌های مختلفی استفاده می‌کنند تا اقدامات مکانیکی برای بهبود آسیب اکسیداتیو ناشی از رادیکال‌های آزاد واکنش پذیر در SOD، را کاتالیز کنند. تولید H2O2 از رادیکال‌های سوپراکسید با واکنش CAT، GPx و Fenton به آب تبدیل می‌شود. 
عملکرد و فعالیت بیولوژیکی SOD
در گیاهان، ناملایمات اکولوژیکی مانند خشکسالی، دماهای بالا یا پایین، سیل، وجود فلزات سنگین و کمبود درشت مغذی‌ها اغلب منجر به افزایش تولید اکسیژن و ROS می‌شود. در این رابطه، SOD برای ایفای نقش حیاتی در تحمل تنش گیاهی پیشنهاد شده است. مسدود کردن مسیرهای سیگنالینگ مختلف که به پروتئین از طریق پراکسیداسیون توسط SOD آسیب می‌رسانند منجر به حفظ کیفیت غذا و کاهش پیری زودرس بافت‌ها و بیماری‌های مختلف مانند سرطان، مشکلات قلبی عروقی، دیابت، اختلالات عصبی و التهاب مزمن می‌شود.
نقش SOD در سیستم غذایی و خواص فیزیکوشیمیایی
SOD ها پروتئین‌های حاوی فلز هستند که می‌توانند آنیون سوپراکسید فعال را به پراکسید هیدروژن و اکسیژن واکنش پذیر کمتر القا کنند. سپس GPx و CAT روی پراکسید اثر می‌گذارند و آن را به آب و اکسیژن تبدیل می‌کنند. علاوه بر این، یافته‌های تحقیقاتی نشان داد که مقادیر زیادی از آنتی‌اکسیدان‌های موجود در غذا با جلوگیری از استرس اکسیداتیو و چندین اختلال انسانی، سیستم دفاعی آنتی‌اکسیدانی موجود در بدن را تقویت می‌کند.
تولید SOD، از تکنیک‌های اولیه تا آخرین دستاوردها
امروزه SOD به دلیل کاربردهای گسترده آن به یک موضوع مهم در صنعت آنزیم تبدیل شده است. این موضوع منجر به ثبت اختراعات و مقالات تحقیقاتی متعددی شده است که با کاربردهای مختلف SOD سروکار دارند. در 40 سال گذشته بیش از 30 هزار مقاله پژوهشی در PubMed منتشر شده است. بنابراین، میزان نوآوری‌های مرتبط با SOD توجه جوامع علمی و صنعتی را به خود جلب می‌کند.
پیش از این، SOD به طور گسترده‌ای از منابع حیوانی مانند سرم و جگر خوک، مرغ و گاو با استفاده از روش‌های بیوشیمیایی استخراج می‌شد. علاوه بر این، از منابع گیاهی، از جمله سبزیجات، دانه‌ها، میوه‌ها و غلات به دست آمد. با کاهش استرس اکسیداتیو، SOD می‌تواند در موجودات میکروبی القا شود. تحقیقات در مورد بهینه‌سازی فرآیند بر روی تولید SOD به دلیل عدم وجود گزارش‌های سیستماتیک در مورد تأثیر چندین شرایط استرس اکسیداتیو بر عملکرد SOD هنوز در دست توسعه است.
در نتیجه، محققان توجه خود را به تولید SOD از طریق منابع باکتریایی معطوف کرده‌اند. چندین باکتری در بیوراکتورهای دارای میکروفیلتراسیون مانند اشریشیا کولی، سودوموناس و بروسلا استفاده شده‌اند که به کاهش مداوم متابولیت‌های بازدارنده و سلول‌های بازیافت به بیوراکتور کمک می‌کنند. علاوه بر این، فعالیت SOD می‌تواند در عصاره‌های سلول‌های رشد یافته در حضور کادمیوم، که از فرض برهم‌کنش بین یون‌های فلزی سمی و آهن پشتیبانی می‌کند، تأثیر بگذارد. پیشرفت اخیر در درک مکانیسم‌های تغییر شکل مس، سوپراکسید روی، با اهمیت برای اسکلروز جانبی آمیوتروفیک و تمرکز بر زیست‌شناسی تکاملی، از طریق مسیرهای وابسته به CCS و CCS تنظیم می‌شود.
پست و منابع جدید استخراج
یوکاریوت‌های چند سلولی مانند جلبک‌ها و قارچ‌های رشته‌ای به دلیل تنفس شدید و میسلیوم فراوان، منابع مناسبی برای تولید SOD هستند. چندین محقق در مورد تولید SOD از این موجودات گزارش کرده‌اند. در مس / روی تولید SOD از سویه Humicola lutea  مورد بررسی قرار گرفت، که در آن افزایش 1.7 برابری در فعالیت SOD با قرار گرفتن در معرض 20٪ O2 محلول (DO) به دست آمد. علاوه بر این، محققان از روش رسوب استون کسری برای خالص سازی آنزیم توسط کروماتوگرافی فیلتراسیون ژل استفاده کردند. 
بهبود بیوکاتالیست
اگرچه آنزیم‌های سوپراکسید دیسموتاز (SODs) دارای فعالیت آنتی اکسیدانی بالقوه هستند، تکنیک‌ها و روش‌های متعددی برای بهبود خواص فیزیکوشیمیایی آن استفاده می‌شود. Cu، Zn-SOD با تبدیل رادیکال سوپراکسید فعال (O2) به اکسیژن مولکولی و H2O2 در محل فعال در یک واکنش با سرعت محدود با انتشار و افزایش با هدایت الکترواستاتیک، در برابر آسیب اکسیداتیو محافظت می‌کند. در حالی که یکپارچگی ساختاری شبکه الکترواستاتیکی محل فعال حفظ می‌شود، نرخ‌های انتشار تسهیل شده از طریق الکترواستاتیک را می‌توان افزایش داد. محققان جهش زایی را روی اسیدهای آمینه خاص برای افزایش فعالیت SOD اعمال کردند. عوامل متعددی مانند فارماکوکینتیک، فعالیت بیوکاتالیستی، پایداری، هدف‌گیری کارآمد و آنتی‌ژنیتی، در میان سایر موارد، در طول بهبود فعالیت SODs در نظر گرفته شدند. 
کاربردهای دارویی SOD
سوپراکسید دیسموتاز (SOD)، یکی از موثرترین آنتی اکسیدان‌های موجود در طبیعت بوده که، می‌تواند به عنوان مکمل برای جلوگیری یا معکوس کردن مزمن چندین اختلال تجویز شود. این آنزیم با مهار آسیب ناشی از رادیکال‌های آزاد فعال، ترمیم و جوان‌سازی سلولی را افزایش می‌دهد.
SOD در مدیریت سرطان
چندین مطالعه اهمیت استرس اکسیداتیو در سرطان زایی و القای جهش ناشی از ROS را که به عنوان یک سرطان زا درون زا در نظر گرفته می‌شود، نشان داده‌اند. مطالعات کاهش فعالیت CuZn-SOD و Mn-SOD در سلول‌های سرطانی و بهبود سطح SOD را نشان داد که باعث افزایش برگشت فنوتیپ سلول سرطانی می‌شود. این یافته‌ها همچنین نشان داد که آنزیم آنتی‌اکسیدان درون‌زا می‌تواند پیشرفت سرطان را کنترل کند، و بنابراین می‌تواند به عنوان یک هدف جدید در درمان سرطان عمل کند. علاوه بر این، CuZn-SOD می‌تواند نقشی حیاتی در مدیریت میلوم متعدد داشته باشد.
SOD در مدیریت پوست
SOD برای تولید مقادیر خاصی از سلول‌های سازنده پوست برای مدیریت فیبروبلاست‌ها و ایفای نقش در مهار اسکلروز جانبی آمیوتروفیک مورد نیاز است. هنگامی که اعصاب مغز و نخاع تحت تأثیر قرار می‌گیرند، این وضعیت می‌تواند منجر به مرگ و میر شود. با این حال، وجود SOD می‌تواند این وضعیت را کاهش دهد و در نتیجه از آسیب عصبی مغز و نخاع جلوگیری کند. علاوه بر این، SOD را می‌توان برای مدیریت اختلالات التهابی، اختلالات پروستات، آرتریت، زخم قرنیه و آسیب‌های سوختگی استفاده کرد. SOD می‌تواند از تشکیل چین و چروک جلوگیری کند. همچنین می‌تواند باعث بهبود زخم‌ها، کاهش زخم‌ها و روشن‌تر شدن رنگدانه‌های پوست ناشی از اشعه ماوراء بنفش شود. 
SOD در کاهش پیری
SOD به عنوان یک آنزیم ضد پیری در نظر گرفته می‌شود و دخالت رادیکال‌های آزاد در پیری مستند شده است. در این راستا، رادیکال‌های آزاد اکسیژن تولید شده در آبشارهای متابولیک منجر به زوال مرتبط با سن از طریق آسیب اکسیداتیو به مولکول‌های بیولوژیکی می‌شود که میتوکندری‌ها را به عنوان اندام واقعی حمله درگیر می‌کند. تجمع آسیب استرس اکسیداتیو نیز به عنوان اقدامات مکانیکی اصلی پیری در نظر گرفته می‌شود.
به نظر می‌رسد به کار بردن این آنزیم در رژیم غذایی تا حدود زیادی بتوان اثرات آسیب زای روزمره به بدن انسان کاهش یابد. 
پایان مطلب/.