自由基是需氧生物在生物氧化过程中利用分子氧作为电子受体而产生的一类特殊的小分子(或离子)基团。自由基对正常的生物大分子蛋白质、核酸及生物膜脂类等能产生损伤作用。人与动物若长期处于纯氧大气下,就会产生所谓的氧中毒。此时,机体内形成了大量超氧化物自由基(superoxide free radical),使机体遭受到无法控制的破坏性氧化作用而导致死亡。但在正常条件下,自由基又参与一些重要的生物分子的合成,而且与机体防御体系有关。由于自由基涉及酶反应、细胞分裂、机体衰老、肿瘤、辐射损伤、环境污染,并与多种学科(如:自由基化学、生物化学、生理学、病理学,特别是临床医学、药学)有关,所以,研究与探讨自由基的产生、淬灭和生物学作用与生命过程的关系是非常有意义的。 自由基可使细胞遭受损伤,但是细胞内存在着清除自由基的化学物质。一般可分为两类:一类是抗氧化酶体系,一类是非酶系统抗氧化剂。前者如:超氧化物歧化酶(SOD),过氧化氢酶(CAT),谷胱甘肽过氧化物酶(GPX)等,非酶系统有维生素C、维生素E等。随着自由基致病理论的建立和发展,SOD和GPX的作用逐渐引起人们的关注,成为研究热点,但由于其不稳定,来源有限,分子量大,容易引起人体免疫反应等特点,极大地限制了酶的开发和利用。因此,对SOD和GPX进行人工模拟,开发治疗上述疾病的药物越来越受到科学工作者的重视。我们从酶催化的本质出发,基于分子识别与催化机理,制备出具有较高活力的SOD模拟酶和一系列高活力的GPX模拟酶。并对这些人工酶的生物学效应进行了研究,完成了细胞水平上人工GPX模拟酶在生物体内生物学效应的测定,探讨了人工模拟酶在生物体内的作用机制。