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Lexikon der Biologie: Superoxid-Dismutase

Superoxid-Dismutase w, Hyperoxid-Dismutase, Erythrocuprein, Hämocuprein, Abk. SOD, Enzym, das die Disproportionierung des Superoxidanion-Radikals (Hyperoxid) zu Wasserstoffperoxid (H2O2) und Sauerstoff katalysiert: 2 O2 + 2 H+ → H2O2 + O2. Das dabei entstehende H2O2 kann zerfallen oder ebenfalls enzymatisch abgebaut werden (Katalase). SOD ist somit Bestandteil eines wichtigen Systems gegen oxidativen Streß und auch für das Altern von großer Bedeutung. In Pflanzen liegt SOD besonders in Chloroplasten in hoher Konzentration vor und fungiert hier als Schutzenzym gegenüber Photooxidation (Lichtschutzmechanismen). Bei Tieren ist der SOD-Gehalt in den Geweben und Zellen mit einer hohen Sauerstoffbelastung (z.B. oxidative Bereiche von Leber und Gehirn, Erythrocyten) ebenfalls stark erhöht. SOD übernimmt aber auch im Cytosol, in den Mitochondrien und Peroxisomen (microbodies) und vermutlich auch im Zellwandraum die Entgiftungsfunktion für .O2. SOD ist immer mit Enzymen gekoppelt, die das anfallende cytotoxische H2O2 weiter umsetzen können: Ascorbat-Glutathion-Redoxkette (Chloroplasten), Katalase (Peroxisomen, Mitochondrien), Peroxidase (Cytosol, Mitochondrien, Zellwandraum). Ein Mangel an SOD macht Pflanzen und Tiere empfindlich gegenüber Photooxidation und exogenen Oxidantien (Bleichherbizide, Ozon, Peroxiacetylnitrat, Schwefeldioxid; Rauchen). Die Einwirkung von diesen Substanzen und von Lichtstreß induziert eine gesteigerte Synthese der SOD und anderer antioxidativer Substanzen und Enzyme (Glutathion, Ascorbat, α-Tocopherol, Ascorbat-Glutathion-Redoxkette, Katalase, Peroxidase). SOD liegt in den Zellkompartimenten in verschiedenen Isoformen vor: SOD I (Chloroplasten), SOD II, IV, V (Cytoplasma): Cu- und Zn-haltige Dimere (2 Cu, 2 Zn; relative Molekülmasse Mr der Untereinheiten: 14.000–17.000); SOD III (Mitochondrien): Mn-haltiges Tetramer (4 Mn; Mr der Untereinheiten: 24.000) und FeII-SOD bei Prokaryoten und Pflanzen (2 Fe, Mr der Untereinheiten: 20.000). Diese reagieren differentiell mit einer Synthesesteigerung auf die Einwirkung der unterschiedlichen oxidativen Streßfaktoren. Chromosomenkarte ( Chromosomenkarte I
Chromosomenkarte II
Chromosomenkarte III
Chromosomenkarte IV
), freie Radikale, reaktive Sauerstoffspezies.

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