全 文 ：Sep．2008
·64·
生物加工过程
ChineseJournalofBioprocessEngineering
第6卷第5期
2008年9月
Pb2+对大蒜SOD，POD的影响及Ca2+的解毒作用
王元秀，王 军，李 强
(济南大学 化学化工学院，济南250022)
摘要：用不同浓度的Pb“及Pb“+Ca“处理大蒜，测定其超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)活性，研究
Pb“对大蒜SOD、POD的影响及Ca“的解毒作用。结果表明：一定浓度的Pb“能诱导SOD、POD活性．超过此浓
度，SOD、POD活性下降，破坏其抗氧化防御系统；随着时间的延长，SOD、POD的活性先升后降，这是大蒜对逆境胁
迫的一种适应；50ms／m3的Ca“对Pb“有一定程度的解毒作用。
关键词：大蒜；SOD；POD；Pb“
中图分类号：X173 文献标志码：A 文章编号：1672—3678(2008)05—0064—04
EffectsofPb2+onSODandPODactivitiesofgarlicand
detoxicationbyCa2+
WANGYuan—xiu，WANGJun，LIQiang
(CollegeofChemistryandChemicalEngineering，UniversityofJ nan，Jinan250022，China)
Abstract：Garlicw streatedwithsolutionofPb2+orPb2+andCa2+mixturesolutionofdifferentco cert．
trations．TheactivitiesofSODandPODweredetermined．Theresultsshowedthatatlowerconcentra-
tion．Pb“inducedtheactivitiesofSODandPOD．TheactivitiesofSODandPODwereinhibitedabove
theconcentration．Theantioxidantd fensesystemofthegadicWillsthendamaged．Theincr aseandthe
decreaseofSODandPODactivitiesw thtimemaybeduetotheadaptationofthegarlicunderstresscon．
ditions．Ca2+of50mg／m3『w1]couldbede—toxicateforheadyerseefleetofPb2+．
Keywords：Garlic；SOD；POD；Pb“
蒜(Garlic)也叫大蒜，又叫胡蒜，为百合科(Lili-
aceae)葱属(AlliumL．)植物的鳞茎，香辛类蔬菜之
一。我国是大蒜的主要生产国，种植面积大，资源
丰富，品种多，质地好，产量占世界总量的1／4，大蒜
出13总量居世界第4位，具有很大的生产开发
潜力⋯。
SOD(超氧化物歧化酶)是一种广泛存在于生
物体内，能催化超氧负离子发生歧化反应的金属酶
类。由于酶能有效的清除体内的超氧自由基，从而
有效地防治活性氧对生物体的毒害作用怛J。POD
(过氧化物酶)可清除生物体内产生的过氧化氢氧
化其他底物(以SH：表示)后产生的水，其催化反应
式为：SH2+H202一S+2H20(POD)。这两种酶在
植物体内含量虽少，但它对调节生物体的新陈代
谢，清除氧自由基及抗衰老却有重要作用。
随着工业化的发展，环境污染日益严重，重金
属等有毒物质可通过食物链的浓缩积累而危害人
类健康，而且这些有毒物质往往相伴存在∞J。钙是
收穑日期：2008-03—12
基金项目：济南大学科研基金资助项目(Y0309)
作者简介：Y-，L勇t(1966一)．女．山东胶南人，副教授，研究方向：生化与分子生物学。E-mail：Chm—wangyx@ujn．edu．cn
万方数据
2008年9月 王元秀等：Pb2+对大蒜SOD，POD的影响及ca2+的解毒作用·65·
植物细胞壁和细胞膜的结构物质，能降低吸附于细
胞壁的可溶性腺苷三磷酸酶的活性，减缓细胞的氧
化作用_4j。目前，国内外对植物体内的SOD、POD
有一些相关研究报道，但未有重金属离子影响
SOD、POD活性及解除影响的相关报道一‘6o。
本文主要研究重金属类有毒污染物铅对大蒜
中抗氧化物质SOD、POD的活性影响及钙的解毒作
用，从而为大蒜制品的研制提供理论依据，而且为
以后研究重金属离子对相关酶的基因表达打下
基础。
1 实验部分
1．1材料与仪器
1．1．1材料
大蒜，购于山东金乡。
1．1．2仪器
UV-260型紫外一可见分光光度计(日本岛
津)；TGL一16G型超低温冷冻离心机(上海安亭)；
微量移样器(上海金桥)。
1．2方法与测定
选发育充实、大小一致、无损伤的大蒜鳞茎，去
鳞叶洗净，蒸馏水培养1～2d，待蒜根长到lam左
右，用各种质量浓度的Pb(NO，)：(5～150mr／m3)
以及Pb(NO，)2+Ca(NO，)2(恒定50mr／m3)的混
合离子溶液处理，每24h换一次溶液，分别于第l
天、第3天、第5天、第7天提取酶液，并测定其SOD
和POD的活性。
1．2．1待测液的制备
称取大蒜(含根与鳞茎)20g，冰浴捣碎，将蒜泥
移入50mL的容量瓶中，用pH7．8的磷酸缓冲溶液
定容至刻度，摇匀并加入0．25倍体积约1．2mL的氯
仿一乙醇除杂蛋白。待混合液稳定后，用4层纱布将
混合液过滤、粗提纯，得滤液。将滤液在0oC，
7500r／min的条件下离心15min，取上清液，得酶液。
1．2．2SOD、POD的活性
SOD活性的测定用微量连苯三酚法"1；
POD活性的测定用4．氨基安替比林法阳】。
1．3计算与分析
1．3．1SOD
将SOD抑制连苯三酚自氧化的50％所需酶量
定义为一个酶的活力单位，以每毫升样品液的酶活
力来表示(U／mL)，酶活力的计算公式为
酶活力={[2(A—B)N]／A}·(V。／屹)
其中：A为对照管每分钟吸光度差值的平均值；
B为样品管每分钟吸光度差值的平均值；
Ⅳ为样品稀释倍数；
2为抑制连苯三酚自氧化50％的换算系数；
y为反应液体积；
y为样品液体积。
Pb2+与Pb2++Ca“处理的大蒜SOD活性见图
1～图3。
，
，
3
言
一
×
艇
准
p／(mg·m一31
+ld；+3d；+5d；+7d
图1 SOD活性随Pb2+质量浓度变化曲线
Fig．1CurvesofSODactivityaccording
toPb2+concentrationva iety
由图1可以看出：铅质量浓度为50m#m3时
SOD活性最大，大于50mg／m3，活性逐渐降低。铅
质量浓度在50mg／m3以下，大蒜对外源铅污染有一
定的缓冲能力，超过50mg／m3，SOD活性逐渐降低，
缓冲能力下降。
4．5
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呈3-5
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—◆-5mg／m，—·一10mg／m3—★一30megm3—．_50m∥m3
—△一70m咖3——o一100mg，m3一·一150mg，m3
图2 SOD活性随时问变化曲线
Fig．2CurvesofSODactivityaccording
totimevariety
由图2可以看出：随着时间的延长，SOD酶活
先升后降。这就说明用Pb2+处理大蒜是经过一段
时间后才中毒的，这是大蒜对逆境胁迫的一种适应。
万方数据
· 66· 生物加工过程 第6卷第5期
e
●
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1 2 3 4 5 6 7
I，d
+5m∥m3+10mS／m3+30mg／m3+50ms／m3
—·一70mg／m3—◆_100mg／m3—150mgm3
图3 Pb2++Ca2+处理后SOD活性随时间变化曲线
Fig．3CurvesofSODactivityaccordingtotime
aftertreatingbyPb2++Ca2+
将不同浓度Pb2+及Pb2++ca2+处理后SOD活
性进行￡·检验，计算并查表得，t5x10一。=O．025tIxlo一5=4．82>to05，t3×lo一5=1．70．9t"圳一。=O．8对外源铅污染有一定的解毒作用。
1．3．2POD
定义：一个POD单位相当于在规定条件下，于
25cc，pH7．0每分钟分解lp,mol过氧化氢所需量。
酶活力单位=(E，∞×6．2)／6．58
E锄为502nm处每分钟内吸光度的增大值的平
均值；
6．2为反应液总体积；
6．58为1个单位能在lmin内使吸光度增
大6．58。
Pb2+与Pb2++Ca2+处理的大蒜POD活性见图
4～6。
0 50 100 150
烈mg。m。)
——·一1d—．-一3d—，p5dH一7d
图4 POD活性随Pb2+质量浓度变化曲线
Fig．4CurvesofPODactivityaccording
toPb2+concentrationvarie y
由图4可以看出：铅质量浓度为100mg／m3时
POD活性最高，超过100mg／m3，活性越来越低，铅
质量浓度在100mg／m3以下，大蒜有一定的缓冲能
力，大于100mg／m3时，缓冲能力下降。
，
l∞
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十70．ms／m3巾100mgm3一·一150ms／m3
图5 POD活性随时间的变化曲线
Fig．5CurvesofPODactivityaccordingtotimevariety
由图5可以看出：POD活性随着时间的延长，
POD活性先升后降，这是大蒜对逆境胁迫的一种
适应。
3．5
乞3．O
邑2，5
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—◆-5mg／m3—--10mg／m3—★一30mg／m3+50m咖3
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图6 Pb2++Ca2+处理后POD活性随时间变化曲线
Fig．6CurvesofPODactivityaccordingtotimeafter
treatingbyPb2++Ca2+
将不同质鼙浓度Pb2+及Pb2++Ca2+处理后，
POD活性进行f-检验，计算并查表得，t川0-6=
0．381to∞，t5×lo一5=3．0l>to05，t7×10一5=0．14=3．987>to05¨t5x】o一4=2．467>to05。比较图5、图
6可以看出，Ca2+对外源铅污染有一定的解毒作用。
2结果与讨论
用不同质量浓度的Pb2+与Pb2++ca2+的溶液处
5
O
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O
5
O
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4
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万方数据
2008年9月 王元秀等：Pb2+对大蒜SOD，POD的影响及ca2+的解毒作用·67·
理大蒜，进行SOD、POD活性测定、计算与分析，发现：
1)SOD及POD的活性并不是随离子浓度的增
加而减小，而是先升后降，SOD活性是在铅质量浓
度50mg／m3以前升高，大于50mg／n13以后下降，
POD活性是在铅质量浓度100ms／m3以前升高，大
于100mg／m。以后下降。
SOD、POD的活性随着时间的延长而减小，但这
种减小并不是一开始就减小的，而是当大蒜吸收一
定天数，即第3天，活性才开始减小的。时间越长，
活性减少的越多。
说明低浓度及短时间处理大蒜，对其SOD、POD
活性影响不是很大，这与杨志刚等人口。的研究结果
吻合。这是与逆境“胁迫条件下，SOD及其他抗氧
化酶类的诱导总是在可见损伤出现之后”的结论相
适应的，与文献[9一12]结论一致，是植物启动了抗
氧化防御系统¨列所致。
2)Ca2+的解毒作用不是对所有的浓度都明显。
对于毒性大的浓度，Ca2+的解毒作用就明显；对于
毒性小的浓度，Ca2+的解毒作用就不明显。随着时
间的延长，Ca“的解毒作用越来越不明显。
3 结论
用不同质量浓度的Pb“处理大蒜，结果表明：
一定质量浓度Pb2+，能诱导SOD、POD活性，超过此
质量浓度，SOD、POD活性下降，破坏其抗氧化防御
系统；随着时间的延长，SOD、POD的活性先升后降，
这是大蒜对逆境胁迫的一种适应；Ca2+对Pb2+有一
定程度的解毒作用。
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