新型耐热锰超氧化物歧化酶为动物抗氧化提供新策略

近日，中国农业科学院麻类研究所南方功能饲料开发与利用创新团队成功从温泉环境中的脂环酸芽孢杆菌（ Alicyclobacillus  sp.）中分离出一种新型耐热锰超氧化物歧化酶基因（命名为AliSOD），并通过大肠杆菌高效表达系统实现其规模化制备。该酶展现出卓越的抗氧化活性与稳定性，为动物氧化应激防控及功能性饲料开发提供了创新解决方案。相关成果发表在《农业和食品化学杂志（Journal of Agricultural and Food Chemistry）》上。

超氧化物歧化酶（Superoxide Dismutase, SOD）是生物体内清除活性氧（ROS）的核心抗氧化酶，能够有效缓解氧化应激对动物生长性能的负面影响，被誉为“抗氧化防御第一道防线”。然而，传统植物源与动物源SOD存在提取效率低、热稳定性差、生产成本高等瓶颈，限制了其工业化应用。因此，挖掘微生物来源且具有优良酶学特性的新型SOD成为研究热点。

研究团队基于前期对铁超氧化物歧化酶（FeSOD）的研究积累，通过宏基因组技术从极端环境微生物中筛选获得AliSOD基因，并成功构建大肠杆菌异源表达体系。该酶的活力显著高于同类已报道酶。AliSOD在60℃处理1小时后仍保留80%以上酶活，适用于高温加工环境；对金属离子（如Fe₃₊、Cu₂₊）、螯合剂（EDTA）、有机溶剂（甲醇、乙醇）及变性剂（尿素）等均表现出高度稳定性；实验表明，AliSOD可显著增强细胞增殖与迁移能力，有效缓解敌草快（除草剂）诱导的氧化损伤。

AliSOD的高效表达与稳定性优势，使其在医药（如抗氧化药物开发）、食品（功能性添加剂）及动物饲料（抗应激添加剂）等领域具备广阔应用潜力。AliSOD的发现不仅填补了耐热微生物源（MnSOD）的研究空白，更为动物健康管理提供了高效、低成本的抗氧化工具。

本研究由国家自然科学基金、中国农业科学院科技创新工程、中央级公益性科研院所基本科研业务费及“岳麓青年人才”等项目联合资助。

原文链接: https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acs.jafc.4c09697

               新型耐热锰超氧化物歧化酶（AliSOD）的功能特性示意图