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氧化应激(Oxidative Stress，OS)状态下，机体内强氧化剂与抗氧化剂的平衡遭到破坏，体内过多生成的高活性分子如活性氧自由基(reactive oxygen species，ROS)和活性氮自由基(reactive nitrogen species，RNS)，会导致蛋白质(包括一些酶)氧化及组织损伤。大量研究表明，OS与动脉粥样硬化、高血压、神经系统疾病、炎症性肠病等多种疾病的发生发展过程关系密切。因此，减轻机体氧化应激水平，增强机体对氧化应激的抵抗能力，在多种疾病的预防及治疗中显得尤为重要。
生理浓度的一氧化氮(Nitric oxide，NO)在体内起着重要作用；氧化应激状态下，O2-和NO会快速生成过氧亚硝酸盐(ONOO-)，ONOO-是比O2-氧化能力更强的氧化剂，大量研究证实，ONOO-会造成以下损伤:①选择性地硝化蛋白质中的酪氨酸残基；②激活聚腺苷酸二磷酸核糖转移酶[poly(ADP ribose)polymerase，PARP]和诱导型NO合酶(inducible nitric oxide synthase，iNOS)的表达[1-5]；③氧化四氢生物喋呤(tetrahydrobiopterin，BH4)[6].④氧化内皮型NO合酶(endothelial nitric oxide synthase，eNOS)中的锌指.硫醇盐复合物[7]。后两种影响会导致eNOS脱(解)偶联。在脱偶联状态下，eNOS产生超氧化物而不是NO。
超氧化物歧化酶(superoxide dismutase，SOD)是体内主要的抗氧化酶之一，可歧化O2-生成H2O2和O2，减少O2-对组织的损伤，同时保护NO正常的生理功能，SOD被认为是人体内消除O2-毒性效应的最重要的保护酶。
研究表明，NO和O2-反应的速率比SOD歧化O2-的速率快3倍左右[8，9]。因此，局部的SOD浓度和活力是评价NO生物活性的关键指标。
在哺乳动物，有3种SOD亚型，包括CuZn-SOD(SOD-1，位于细胞溶质)，Mn-SOD(SOD-2，位于线粒体)，以及细胞外CuZn-SOD(SOD-3，EC-SOD)。虽然它们由不同的基因生成，但是催化同样的反应:
有研究证实，在正常小鼠动脉，CuZn-SOD的活性约占总SOD活性的50％到80％，Mn-SOD占约2％-12％，EC-SOD占剩余的部分[10-12]。在人动脉内也观察到类似的情况[13]。此外，EC-SOD和CuZn-SOD的正常表达，对于保护NO的整个产生和作用途径(包括内皮中的产生位点，以及其在血管平滑肌中的主要分子目标)非常重要。
综上所述，生理浓度的NO在体内起着重要作用；氧化应激状态下，O2-和NO会快速生成氧化能力更强的ONOO-，而SOD是体内唯一歧化O2-的酶，此外，SOD又能够通过影响NO的生成从而保护NO发挥其正常生理功能。
但是，SOD本身也是一种蛋白，同样会被氧化损伤，从而造成其活力降低，抗氧化能力降低，更应该注意的是，CuZn-SOD由于活性位点中金属Cu的存在，在与NO2-、H2O2共存的情况下，能够催化其自身的酪氨酸的硝基化(一种蛋白的氧化形式)。CuZn-SOD被氧化硝基化后，造成其抗氧化活力下降，从而导致ONOO-的过多生成， ONOO-会造成蛋白和组织的损伤外，还会进一步影响NO的正常生理功能。我们在研究中使用牛红细胞CuZn-SOD，含组氨酸(histidine，His)富集区(His46、His61、His118)。有研究指出，H2O2通过氧化CuZn-SOD铜原子的组胺酸配体而使该酶失活。我们的研究目的之一，就是为了评价CuZn-SOD的Tyr108的硝基化对CuZn-SOD活力的影响情况。
蛋白质羰基化是评价蛋白质总的氧化程度的一个常用指标，与CuZn-SOD活力关系比较密切的组氨酸(His)，被氧化后生成2-O-组氨酸，同样会生成羰基，我们通过测定实验体系中羰基化产物的生成量，从一定程度上反映CuZn-SOD中，组氨酸的氧化情况。
有研究表明，在高浓度H2O2存在的情况下，NO2-能够保护CuZn-SOD的活性位点中不失去Cu(I)，从而避免CuZn-SOD完全失活[14]。但是，NO2-存在的同时，会生成NO2·，造成CuZn-SOD酪氨酸的硝基化。我们研究目的之二，就是为了寻找CuZn-SOD氧化硝基化过程中，能保护CuZn-SOD活力的中药有效部位及单体，同时，更深入的探讨在高浓度H2O2存在的前提下，CuZn-SOD的羰基化、硝基化对酶活力造成的影响。
我们的研究内容包括:1、研究平台的构建:①H2O2氧化损伤血管内皮模型的功能变化及CuZn-SOD对该损伤的恢复作用研究；②具有保护CuZn-SOD自身硝基化作用药物的筛选平台构建。2、中药有效部位相关研究:①五种中药有效部位的提取和具有保护CuZn-SOD自身硝基化作用的中药有效部位筛选；②半枝莲、刘寄奴总黄酮保护CuZn-SOD自身硝基化作用研究；③半枝莲、刘寄奴总黄酮对CuZn-SOD自身硝基化逆转作用研究；④经半枝莲、刘寄奴总黄酮保护及逆转后的硝基CuZn-SOD对H2O2氧化损伤血管恢复作用研究。3、半枝莲黄酮类单体相关研究:①野黄芩苷和汉黄芩素保护CuZn-SOD自身硝基化作用研究；②汉黄芩素和野黄芩苷及二者保护后的硝基CuZn-SOD对H2O2氧化损伤血管恢复作用研究。
研究结果表明:①H2O2氧化损伤血管后造成乙酰胆碱(acetylcholine，Ach)内皮依赖性舒张减弱，而不影响硝普钠(Sodium Nitroprusside，SNP)引起的舒张及去氧肾上腺素(phenylephrine，PE)引起的收缩，证明该模型仅造成内皮损伤，CuZn-SOD能恢复该损伤状态，而硝基化后的CuZn-SOD无此作用；②一些中药有效部位及单体，具有减少CuZn-SOD自身硝基化过程中，NO2-Tyr生成的作用；③半枝莲、刘寄奴总黄酮能减少CuZn-SOD自身硝基化过程中，NO2-Tyr/羰基化产物生成的作用，且能部分地保护/逆转硝基化后的CuZn-SOD的活力；④汉黄芩素、野黄芩苷能减少CuZn-SOD自身硝基化过程中，硝基化产物生成的作用，汉黄芩素有减少羰基化产物生成的作用，且能部分地保护硝基化后的CuZn-SOD的活力；⑤半枝莲、刘寄奴总黄酮保护/逆转后的硝基化CuZn-SOD及汉黄芩素、野黄芩苷保护后的硝基化CuZn-SOD有恢复H2O2氧化损伤血管模型功能的作用。
总之，本研究构建了H2O2氧化损伤血管模型，同时构建了具有保护CuZn-SOD自身硝基化的中药筛选平台；筛选出多个具有保护CuZn-SOD的中药有效部位；深入的研究了半枝莲、刘寄奴总黄酮对CuZn-SOD自身硝基化的保护/逆转机制，同时深入研究了半枝莲的两个黄酮类单体--汉黄芩素、野黄芩苷保护CuZn-SOD自身硝基化的机制；以及评价半枝莲总黄酮、刘寄奴总黄酮保护/逆转后的硝基化CuZn-SOD、汉黄芩素、野黄芩苷保护后的硝基化CuZn-SOD，及汉黄芩素/野黄芩苷对H2O2氧化损伤血管模型功能的恢复情况。
我们的研究将有助于阐明CuZn-SOD自身硝基化的机理，有助于深入理解CuZn-SOD Tyr的硝基化在CuZn-SOD自身硝基化体系中的作用和地位，寻找具有保护CuZn-SOD氧化硝基化的中药及有效成分，同时对深入研究氧化应激对心血管系统功能的影响，及深入认识CuZn-SOD在心血管系统中的重要作用都有一定的理论及实际意义。