Супероксиддисмутаза 3

Супероксиддисмутаза 3 (СОД3, SOD3; внеклеточная супероксиддисмутаза, ВК-СОД, EC-SOD) — антиоксидантный фермент, одна из трёх супероксиддисмутаз человека, кодируемая геном SOD3. Как SOD1 и SOD2, этот фермент защищает организм от супероксид-анионов, катализируя их превращение в молекулярный кислород и пероксид водорода, однако местом его локализации является не цитозоль или митохондрии, а внеклеточное пространство.

Супероксиддисмутаза 3 была открыта в 1982 году. Структурно она представляет собой гликопротеин-гомотетрамер массой около 30 килодальтон.

Локализация в организме

Содержание СОД3 в большинстве тканей очень небольшое и составляет 1—5 % от общего уровня супероксиддисмутаз, однако кровеносные сосуды, лёгкие, и, в меньшей степени, сердце, отличаются повышенной концентрацией СОД3. В сосудистой системе СОД3 закрепляется за гепарансульфатные протеогликаны эпителия. При исследовании человеческого глаза отмечено высокое содержание СОД3 в роговице и склере.

Регулировка экспрессии

Показано, что производство СОД3 в фибробластах и мышечных клетках человека регулируется опосредованно — цитокинами и факторами роста, а не собственно окислительным стрессом. По сообщениям одной группы исследователей, экспрессию СОД3 могут регулировать транскрипционные факторы sp1 и sp3.

По данным исследований на животных, физические упражнения вызывают всплеск экспрессии SOD3.

В одном исследовании, приём ингибиторов АПФ или антагонистов рецептора ангиотензина лицами с заболеванием коронарной артерии значительно повысил экспрессию СОД3.

Клиническое значение

Кератоконус

По данным одного исследования, проведенного на участках роговицы, изъятых в ходе кератопластики, при кератоконусе уровень СОД3 снижен в центральной части роговицы примерно наполовину от нормы, даже если этот участок роговицы уже ранее был пересажен от человека, не страдавшего кератоконусом при жизни. При этом во всех роговицах СОД3 была распределена неравномерно, с минимумом концентрации в центре. В одной статье отмечается, что уровни мРНК СОД3 при кератоконусе неизменны. Еще в одной публикации сообщается о том, что культура кератоцитов (роговичных фибробластов), взятых из стромы роговиц, изъятых при кератопластике у больных кератоконусом, под воздействием провоспалительного цитокина интерлейкин 1 (альфа) демонстрирует продолжающееся снижение уровней СОД3. Контрольные культуры кератоцитов - из здоровых роговиц и роговиц, пораженных буллёзной кератопатией, напротив, постепенно усиливали производство СОД3 после первоначального падения уровней фермента при добавлении IL1-альфа.

Роль полиморфизма ARG213GLY

В одном исследовании 1992 года у 6 % здоровых испытуемых было отмечено 10—15-кратное превышение уровней СОД3 в сыворотке над средним уровнем. Позже такие группы были выявлены и в шведской, и в японской популяциях; при этом в КДНК была отмечена замена C->G в позиции 760 (однонуклеотидный полиморфизм ARG213GLY). В исследовании 2004 года этот полиморфизм оказался ассоциирован с повышенным (примерно в 1,5 раза) риском ишемической болезни сердца и ишемических церебрально-васкулярных заболеваний. Это объясняют не ухудшенной ферментативной активностью, а сниженным связыванием СОД3R213G с поверхностью клеток, в том числе эндотелиальных: вариация изменяет структуру его гепарин-связывающего домена и соответственно способность закрепляться за гепарансульфатные протеогликаны.

Исследования на животных

По данным одного исследования, трансгенные мыши с повышенной экспрессией SOD3 отличаются в пожилом возрасте улучшенной по сравнению с обычными мышами долговременной потенциацией в гиппокампе, лучше обучаются двигательным задачам в тестах, задействующих мозжечок, и ориентируются в пространстве. В юном возрасте у них были отмечены ухудшенные способности к контекстному обучению, но эти отличия несколько нивелировались по мере старения.

Гомозиготный нокаут гена SOD3 не снижает ни продолжительности жизни мышей, ни их способности к воспроизведению.