SOD活性测定普遍使用非SI单位原因探讨

刘昌来，田亚玲，王国栋，郑琰燚，李燕文

（南京林业大学 期刊部，江苏 南京 210037）

SOD活性测定普遍使用非SI单位原因探讨

刘昌来，田亚玲，王国栋，郑琰燚，李燕文

（南京林业大学 期刊部，江苏 南京 210037）

通过对发表于2013—2014年被spinger数据库收录的33篇和2014年被中国知网收录的15篇含有SOD的文章进行分析后发现：这些文章中，尤其外文期刊的文章中，都使用U作为SOD活性的单位，而不是使用SI规定的kat。造成这种现象的原因，一是由于目前使用最广泛的测定SOD活性的化学方法，都是间接表达了SOD的活性，使用U作为SOD的单位更加方便；二是绝大部分研究者仅仅将SOD作为阐述其科学研究内容的一个生理指标，他们在意的是SOD相对活性而不是绝对活性，SOD无论使用何种单位对阐述作者研究的科学问题并无影响，所以研究者更喜欢使用更简洁的方式表示SOD的单位。因此，需要广大科学研究者和编辑共同努力，重新定义SOD单位和推广SI单位。

超氧化物岐化酶（SOD）；SI单位；kat

超氧化物歧化酶（superoxide dismutase，SOD，EC 1.15.1.1），是一种能够催化超氧阴离子自由基通过歧化反应转化为氧气和过氧化氢的酶类[1]。SOD的作用是降低超氧化物对生命体的毒害作用，使处于氧环境下的所有生命细胞具有一种抗氧化防御机制，它的活性的高低代表了生物应对胁迫的能力[2]，所以很多期刊例如医学、生命科学以及农林科技类等都会涉及SOD。但是表示SOD活性的单位却有很大区别，并且很多期刊所使用的SOD活性单位也不符合国际单位制（SI）的要求，没有使用SI规定的kat作为其单位，造成了SOD活性单位的混乱[3]。鉴于此，笔者从springer数据库下载了发表于2013—2014年的16种杂志中含有SOD的33篇文章，以及2014年中国知网收录的12种核心期刊中含有SOD的15篇文章，对这些文章进行分析，从SOD的催化机制、SOD的活性测定方法以及研究者测定SOD活性的目的来分析SOD使用U作为单位的原因。

一、中外文献中SOD的单位

在从springer下载的发表于2013—2014年含有SOD测定的36篇外文文献中，共有33篇文章明确标出了SOD的活性单位，其中使用U作为活性单位的有32篇，比例为96.97%，只有1篇SOD的活性使用ΔA560来表示。所分析的33篇文章中，测定SOD活性的方法都是化学分析法，根据所使用的反应不同有3种测定方法，方法①：SOD与NBT（硝基四氮唑蓝）竞争超氧阴离子自由基，通过抑制50%NBT生成甲棕速率的酶量来定义SOD的酶活单位[4]；方法②：SOD与cytochrome c竞争超氧化物阴离子，通过抑制50% cytochrome c反应速率的酶量来定义SOD的酶活单位[2]；方法③：使用现成的SOD测定试剂盒来进行测定[5]。在这33篇文章中使用方法①的有29篇，占87.87%，使用方法②和③的各有两篇。所分析的15篇中文期刊中，使用方法①的有8篇，使用方法③的有2篇；在这15篇中文文章中，有5篇使用了邻苯三酚自氧化法（方法④）测定SOD的活性，此方法因为被收录到了国标[6]中，并且对生物体中全部类型的SOD都有较好的检测，所以也是一种较好的检测方法。所分析的15篇文章中，SOD的活性单位都为U，并且查询《保健食品中超氧化物岐化酶（SOD）活性的测定》（GB/T 5009 171—2003）中SOD使用的活性单位也是U，所使用的单位都不符合SI的要求[7]，没有使用kat作为其单位。从以上可以看出，目前SOD的活性单位，仍然以U作为其单位为主，不像CAT、POD和APX等还有使用kat或者mol/min作为其活性单位的文章[8]。

二、SOD活性单位广泛使用非SI单位的原因分析

从以上48篇文章来看，测定SOD所用的化学法中，使用NBT作为反应物来测定SOD的活性是广泛采用的一种方法，使用U而非kat作为SOD活性的单位，也是被行业所接受的[2，4-6]。这种是由SOD的测定方法和研究者测定SOD活性的研究目的所决定的。

（一）SOD活性测定的原理

SOD催化的反应是超氧阴离子自由基转化为自由态的氧气和过氧化氢，具体的反应为：

在这个反应中，超氧阴离子自由基的量按照目前的技术是很难测定出来的，而对氧气和过氧化氢的测定也都是比较麻烦的，所以，目前对SOD活性的测定一般使用间接法，并不直接测定其反应物或者产物。利用物质自身产生超氧阴离子自由基或者通过刺激产生超氧阴离子自由基和中间产物，而SOD可以抑制这种中间产物的生成，根据使中间产物生成速率降低50%的酶量来定义SOD的活性。例如，文献[4]中根据抑制50%NBT的反应速率来定义SOD的活性单位，文献[2]中根据抑制50% cytochrome c反应速率来定义SOD的活性单位，而文献[6]中根据抑制50%邻苯三酚自氧化速率来定义SOD的活性。根据这种定义，SOD活性的计算公式（根据GB/T 5009.171—2003中的邻苯三酚自氧化法）一般为：

式（1）中，U为SOD酶活力单位，ΔA325为邻苯三酚自氧化速率（以每分钟325 nm下吸光度值变化表示），ΔA'325为样液或SOD酶液抑制邻苯三酚后的自氧化速率，Vt为反应液总体积，V0为所加酶液或样液体积，D为酶液或样液的稀释倍数。从以上计算方法可以看出，此方法所测定的SOD活性是根据邻苯三酚自氧化产生有色中间体在325 nm下的吸光度值的变化来表示的，并不是SOD真实催化的化学反应过程，而是SOD抑制邻苯三酚自氧化的速率。因此，虽然可以根据中间产物的摩尔吸收系数（κ），如CAT等[8]一样将SOD进行换算成以mol/s（或kat）表示的形式，但结果也不能直接代表SOD的活性，不能代表SOD真实的转化效率，只能作为SOD活性的一种间接反应，并且邻苯三酚在自氧化过程中的中间产物并不是一直不变的，随着邻苯三酚自氧化的进行，中间产物会依次变化，反应液的颜色也在不断变化，所以在进行邻苯三酚自氧化速率测定的时候，一般测定其3～4 min内的反应速率[6]。使用其他化学方法测定SOD活性所遇到的现象和邻苯三酚法是一样的。因此，使用以上定义，以U作为SOD的活性单位，可以明显代表其测定方法的含义，是一种简便的表示方法，可以方便地体现出SOD活性的大小。

（二）测定SOD活性的目的性分析

在所研究的含有SOD的33篇外文文献和15篇中文文献中，都是在使用某种处理物质或者一定处理条件下，通过测定SOD在处理组和非处理对照组中活性的变化，从而反映处理引起的生物体内活性氧的变化情况。例如，文献[2]比较正常硬质小麦和突变体中的SOD活性，来表明突变体中SOD活性要高于正常硬质小麦；文献[4]比较了黑色大豆种子和黄色大豆种子中SOD的活性，从而来看这两种种子SOD活性的差别，说明这两种大豆耐储存性。从这些文章可以看出，在同一篇文章的研究中，测定SOD所使用的方法都是一样的，比较的是两种样品中SOD活性的相对大小。上述48篇文章中，没有任何一个作者将自己所测定的SOD活性与其他文章研究者测定的SOD活性进行比较，甚至没有任何一个研究者将自己做的两个不同目的实验中的SOD活性进行比较。所以为了研究不同处理方式（或者样品）差异的实验中，SOD活性无论使用何种单位表示，都不影响研究者（或作者）说明自己所研究问题的意义和准确性。也就是说，研究者关注的是SOD的相对活性，而不是其绝对活性，所以，在使用SOD作为生物体生理指标的实验中，SOD无论使用U还是使用SI单位kat作为其活性单位，对研究者而言基本无区别。因而很多研究者更愿意用比较好表示的U作为SOD的活性单位。

三、结论与讨论

SOD是生物、医学、农林期刊中经常见到的一种酶，但是这种酶在这些期刊中普遍使用非SI单位的U作为其活性单位，笔者认为造成这种现象的原因有两个：一是SOD测定方法造成的，由于SOD催化的特殊性，SOD的化学测定方法都是通过抑制50%其他物质自氧化或者被氧化的速率所需要SOD量来测定和定义的，而这是一种间接表现SOD活性的方法，如果必须将这种方法测定的SOD活性，换算为以SI单位kat表示的形式，将是一个复杂的过程。二是大部分研究者测定SOD活性，只是作为一种生理指标来分析或者表达所研究对象的差别，这就决定了在大部分的文章中，只要获得SOD的相对活性即可，不必使用SOD的绝对活性。同时，往往是在同一个研究中，使用同一种测定SOD的方法，在处理组和对照组之间比较SOD的活性，并不是进行不同研究者实验间的SOD的比较，因此，很多研究者基于此目的，只要方法上没有错误，能够将他们的研究目的和研究意义表达清楚，宁愿使用更方便的U作为单位来表示SOD的活性。虽然这种表示方式也符合《全面推行我国法定计量单位的意见》“个别科学技术领域中，如有特殊需要，可使用某些非法定计量单位”的要求，但是不符合此意见中的后半句“但也必须与有关国际组织规定的名称、符号相一致”的原则，因为在1999年第21届国际度量衡会议（Conference General des Poids et Measures, CGPM）就通过katal作为酶催化活性SI一贯单位mol/s的专门名称，并收入《SI》[7]，因此酶的活性单位也必须“与有关国际组织规定的名称、符号相一致”，这就要求，目前大多数研究者使用SOD的活性单位应该进行SI单位的换算，而进行这种换算首先需要改变SOD的测定方法。以上讨论的都是化学方法来测定SOD活性，其实测定SOD活性的方法还有免疫法[9]和等电点聚焦法[10]，这些方法都可以直接测定出SOD具体量，用符合SI的单位来表示，由于这些方法所需试剂和仪器比较昂贵，并且往往检测出的是某种特型的SOD，因此目前使用最多的还是化学法测定SOD活性，但是为了推广SI单位，就需要对SOD酶活单位进行重新定义。SOD活性单位的SI化还需要广大编辑同仁的大力宣传。在目前状况下，建议作者根据所使用试剂产生的中间产物的摩尔吸收系数进行换算，得到以kat表示的SOD活性单位，虽然这种方法不能直接表示SOD的转换速率，但是也可以间接表示SOD的活性，并且符合SI的要求。

[1] MCCDRD J M，FRIDOVICH I. Superoxide dismutase an enzymic function for Erythrocuprein（hemocuprein）[J].Journal of Biological Chemistry，1969，244（22）：6049-6055.

[2] DE SIMONE V，SOCCIO M，BORRELLI G M，et al. Stay-green trait-antioxidant status interrelationship in durum wheat（triticum durum）flag leaf during post-flowering[J]. Journal of Plant Research，2014，127（1）：159-171.

[3] 王丽芳，吴克力，郭学兰，等.几种自定义酶活性单位常见错误辨析及规范使用建议[J].中国科技期刊研究，2013，24（5）：1009-1011.

[4] HOSAMANI J，DADLANI M，SANTHA I M，et al. Biochemical phenotyping of soybean [Glycine max（L.）Merill] genotypes to establish the role of lipid peroxidation and antioxidant enzymes in seed longevity[J]. Agricultural Research，2013，2（2）：119-126.

[5] RAMIREZ-HIGUERA A，QUEVEDO-CORONA L，PANIAGUA-CASTRO N，et al. Antioxidant enzymes gene expression and antihypertensive effects of seaweeds Ulva linza and Lessonia trabeculata in rats fed a high-fat and high-sucrose diet[J]. Journal of Applied Phycology，2014，26（1）： 597-605.

[6] 中华人民共和国卫生部.GB/T 5009.171—2003保健食品中超氧化物歧化酶（SOD）活性的测定[S].北京：中国标准出版社，2003.

[7] TAYLOR B N，THOMPSON A. The International System of Units（Si）[M].Gaithersburg：Supersedes NIST Special Publication，2008.

[8] 刘昌来，田亚玲，王国栋，等.CAT、POD和APX3种酶活力SI单位的换算[J].农业图书情报学刊，2015，27（8）：160-163.

[9] 林展江，周治发，李光宪.固相复合抗体放射免疫分析法测定人体SOD的含量[J].分析测试学报，1994，13（3）：24-29.

[10] 陈吉祥，张峰，赵青云，等.牦牛血红细胞Cu Zn-SOD的薄层等电聚焦电泳行为分析[J].中国兽医科技，1992，22（2）：16-17，49.

（责任编辑：时 新）

An Analysis on the Reasons for the Wide Use of the Non-SI Units in SOD Activity Testings

LIU Chang-lai, TIAN Ya-ling, WANG Guo-dong, ZHENG Yan-yi, LI Yan-wen
(Editorial Department of Journal, Nanjing Forestry University, Nanjing 210037, China)

An analysis of 33 papers included in springer database published from 2013 to 2014 and 15 articles in CNKI in 2014 containing SOD revealed that in these articles, especially the foreign articles, the activity unit of SOD is U, instead of kat as is regulated by SI. The reasons are as follows. First, at present the most widely used method of determination of SOD activity is the chemical method, which is an indirect expression of the activity of SOD. So it is more convenient to use U as a SOD unit. The second reason is that most researchers take SOD as a mere physiological index, and they only care about the relative activity of SOD rather than the absolute activity. The unit of SOD does not matter much when researchers deal with their scientific problems. Therefore, researchers prefer to use a simpler way to express the unit of SOD. Hence, scientific researchers and editors need join together to redefine and spread the unit of SOD.

SOD；SI unit；kat

G232

A

1008-7931（2015）06-0065-03

2015-07-14

江苏省科技期刊研究会基金项目（JSRFSTP2013C06）

刘昌来（1984—），男，山东菏泽人，编辑，博士，研究方向：单篇评价系统的建立；田亚玲（1984—），女，江苏泰州人，编辑，博士，研究方向：期刊的数字化传播；王国栋（1978—），男，山西太原人，编辑，硕士，研究方向：编辑学；郑琰燚（1968—），女，甘肃天水人，副编审，研究方向：编辑学；李燕文（1966—），女，安徽广元人，副编审，硕士，研究方向：编辑学。