Superoxiddismutas

Kurs: Basvetenskap 6

Typ	Antioxidativt metalloenzym (EC 1.15.1.1)
Reaktion	2 O₂•⁻ + 2 H⁺ → H₂O₂ + O₂
Isoformer	SOD1 (Cu/Zn, cytosol), SOD2 (Mn, mitokondrie), SOD3 (extracellulär)
Nedströms enzymer	Katalas, Glutationperoxidas
Klinisk koppling	ALS (SOD1-mutation), bakteriell virulens, Oxidativ stress

Vad är det?

• Superoxiddismutas (SOD) katalyserar dismutationen av Superoxidanjon (O₂•⁻) till väteperoxid och syrgas.
• Enzymet är den första och snabbaste linjen i cellens försvar mot Reaktiva syreradikaler — reaktionshastigheten är nära diffusionsbegränsad.
• Väteperoxiden som bildas är i sig skadlig och måste därefter brytas ned av Katalas eller Glutationperoxidas.

Isoformer

Isoform	Metallkofaktor	Lokalisation	Gen	Klinisk relevans
SOD1	Cu och Zn	Cytosol, intermembranrum	SOD1 (21q22)	Muterad vid familjär ALS (~20 %)
SOD2	Mn	Mitokondriematrix	SOD2 (6q25)	Skyddar mot elektrontransportkedjans läckage; knockout letalt
SOD3 (EC-SOD)	Cu och Zn	Extracellulärmatrix, kärlendotel	SOD3 (4p16)	Skyddar Kväveoxid från nedbrytning, kärlfunktion

Fysiologisk betydelse

• Cirka 1–3 % av det syre som passerar Elektrontransportkedjan läcker som superoxid, främst från komplex I och III.
• Superoxid inaktiverar järn-svavelkluster i akonitas och andra enzymer och kan bilda peroxynitrit tillsammans med Kväveoxid.
• SOD skyddar därmed både mitokondriell metabolism och kärlens NO-medierade vasodilatation.

Roll i immunförsvaret

• Neutrofila granulocyter producerar avsiktligt superoxid via NADPH-oxidas i den Oxidativa bursten för att döda mikrober.
• Defekt NADPH-oxidas ger Kronisk granulomatös sjukdom med recidiverande infektioner av katalaspositiva bakterier.
• Många patogener — Bacteroides, Mycobacterium tuberculosis, Salmonella, Nocardia — uttrycker eget SOD och katalas som virulensfaktorer för att överleva fagocytos.

Klinisk relevans

• ALS: missense-mutationer i SOD1 ger toxisk funktionsvinst med proteinaggregat i motorneuron, inte enbart förlorad enzymaktivitet.
• Downs syndrom: trisomi 21 ger ökad SOD1-gendos med rubbad radikalbalans, en föreslagen mekanism bakom tidig neurodegeneration.
• Reperfusionsskada: kraftig superoxidproduktion vid återställd cirkulation efter ischemi.
• Ateroskleros och hypertoni: minskad SOD3-aktivitet ger nedsatt NO-biotillgänglighet och endoteldysfunktion.

Klinisk pärla

Katalaspositiva organismer (S. aureus, Aspergillus, Nocardia, Serratia, Burkholderia) bryter ned den väteperoxid som patienter med kronisk granulomatös sjukdom är beroende av — därför är just dessa mikrober typiska vid CGD.

Tenta-fokus

Kunna kaskaden: O₂ → Superoxidanjon (via NADPH-oxidas eller elektronläckage) → SOD → H₂O₂ → katalas/glutationperoxidas → H₂O. Kunna att SOD1-mutation är den klassiska genetiska orsaken till familjär ALS och att SOD hos bakterier fungerar som virulensfaktor.

Kopplingar

• Reaktiva syreradikaler — substratkategorin
• NADPH-oxidas — producerar superoxid i fagocyter
• Katalas — nästa steg i avgiftningskedjan
• ALS — sjukdom kopplad till SOD1
• Oxidativ stress — övergripande patofysiologiskt begrepp
• Kronisk granulomatös sjukdom — defekt i radikalproduktionen