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上回跟各位介紹了生物體中歷久不衰的超級抗氧化劑，超氧歧化酶。今天，讓我們更深入一點，聊聊生物體中的抗氧化系統的架構及運作，以及超氧歧化酶在其中所占的地位吧！相信大家了解之後，一定對超氧歧化酶這神般的抗氧化劑更加地佩服讚嘆！！
過去生物體內為了對抗自由基的傷害，進而發展出了一套抗自由基的機制，其中包含：第一線的酵素型防禦系統(Primary Antioxidants)與第二線的非酵素性防禦系統(Secondary Antioxidants)。
Fig. 1 生物體中酵素與非酵素型防禦統示意圖
常見的非酵素性防禦系統諸如維生素C、維生素E與𝛽-胡蘿蔔素等。這類抗氧化劑常見於細胞膜上及血漿中（Fig. 1），可有效做為脂質氧化連鎖反應中的阻斷劑。其中，維生素C能夠還原在脂質過程中失去活性的維生素E，恢復原本的抗氧化能力力。而像是𝛽-胡蘿蔔素，除了一樣可以預防脂質的過氧化，亦可以防止因為光線照射所產生的氧化傷害。
聽到這邊，是不是覺得非酵素型防禦系統已經很厲害了呢？現在讓小編來告訴你，更厲害的還在後頭，也就是酵素型防禦系統。
這類型的防禦系統主要由超氧化物歧化酶(SuperOxide Dismutases, SODs)、過氧化氫酶(Catalase)、穀胱甘肽過氧化酶(Glutathione Peroxidase)所組成。這些酵素對於清除自由基具有專一性及高效性，是生物體抵抗自由基最有效率的重要防線，其中SOD更是位於抗氧化金字塔的頂端(Fig. 2)，能迅速的清除細胞內的自由基，達到保護細胞免於氧化壓力的危險，因此，這些抗氧化酵素對生物體而言，是必須且相當重要的。
Fig. 2 超氧歧化酶位在抗氧化金字塔頂端
從上面的抗氧化金字塔可以發現，超氧化物歧化酶位於所有抗氧化劑之首，它是一種含金屬的蛋白酵素，能夠催化超氧化物通過歧化反應轉化為氧氣和過氧化氫，根據其活性位置所結合金屬的不同，一般可區分成銅鋅型、錳型及鐵型三種類型，而這三種不同類型的超氧歧化酶分布於不同的物種與不同的位置。SOD是人體內最重要的抗氧化酵素系統， 將活性較大的超氧化物（O2－）作用成活性較小的過氧化氫(H2O2)，其反應式如下：
而僅次於超氧化歧化酶的過氧化氫酶（Catalase, CAT, E.C. 1.11.1.6）以及穀胱甘肽過氧化酶(Glutathione peroxidase,GPx,E.C. 1.11.1.19)同樣也在生物體中扮演重要的角色。
過氧化氫酶普遍存在於大多數的有氧細胞中，它是由四個單元體所組成，每個單元體的活性區中均含有一個血基質(Fe(III)-protoporphorin)，另外也結合了一個NADPH分子來協助酵素的安定性。過氧化氫酶通常位於細胞質中，主要是將過氧化氫分子迅速催化成水和氧，以避免過氧化氫分子在亞鐵離子催化下進行Fenton 反應而產生毒性更高的氫氧自由基(•OH)。其酵素催化反應如下：
過氧化氫酶的酵素反應速率與SOD相似，是目前已知最有效率的酵素之一，反應速率接近擴散的速率，因此即使受到高濃度的H2O2，均無法使過氧化氫酶達到飽和。
穀胱甘肽過氧化酶(Glutathione peroxidase,GPx,E.C. 1.11.1.19)則是一種含有硒的重要抗氧化酵素，可以催化多種的hydroperoxides(ROOH and H2O2)，反應中需要消耗glutathione (GSH)來達到保護細胞免於氧化壓力的傷害，反應式如下：
透過上述的介紹，相信大家對於生物體內的抗氧化金字塔防禦系統有更深入的了解，生物體經過長時間的演化，已發展出一套成熟的抗氧化防禦系統以因應惡劣環境所帶來的傷害，不得不佩服大自然的奧妙。