超氧化物歧化酶（英語：superoxide dismutase，縮寫SOD）是一種能夠催化超氧化物通過歧化反應轉化為氧氣和過氧化氫的酶。它廣泛存在于各類動物、植物、微生物中，是一種重要的抗氧化劑，保護暴露于氧氣中的細胞。

催化反應

超氧化物歧化酶所催化的超氧化物的歧化反應可以分為兩步：

M(n+1)+ ? SOD + O2? → Mn+ ? SOD + O2

Mn+ ? SOD + O2? + 2H+ → M(n+1)+ ? SOD + H2O2.

其中，M可以表示Cu (n=1)；Mn (n=2)；Fe (n=2)；Ni (n=2)。

在此反應中，金屬離子M的氧化態(tài)在n和n+1之間來回變化。

生物化學性質

超氧化物歧化酶能夠清除超氧化物，保護細胞免受氧化損傷。超氧化物與非自由基的反應是自旋禁阻的。在生物學系統(tǒng)中，這就意味著它主要是與自身（歧化）或另一個生物學自由基（如一氧化氮）反應。超氧化物陰離子自由基（O2?）能夠較快地（在pH=7時，反應速度為~105 M?1 s?1）歧化為O2和過氧化氫（H2O2）。但超氧化物能夠與特定的分子（如NO自由基）以更快的速度反應，生成過氧亞硝酸根離子（O=N-O-O?），因此超氧化物歧化酶的催化作用就顯得尤為重要。而且，超氧化物的歧化反應與其初始濃度的平方相關，因此雖然高濃度的超氧化物半衰期很短（比如0.1mM濃度下為0.05秒），但低濃度的超氧化物的半衰期相當長（0.1nM濃度下可達14小時）。相比較而言，超氧化物歧化酶催化的歧化反應對于超氧化物初始濃度只是一級反應，并且在所有已知酶中具有最快的轉換數(shù)（與底物反應速率）（~7 x 109 M?1 s?1），因此反應速率的限制只是在于酶和超氧化物分子間的碰撞頻率，即反應速率是“擴散限制性”的。

用途

疾病治療

SOD已經被證明對于結腸炎具有高效的治療作用。用SOD治療可以降低自由氧的生成和氧化應激，因而抑制了內皮活化，并表明控制黏附分子表達和白細胞-內皮相互作用的調控因子，如抗氧化劑，可能是治療炎癥性腸病的新方法。

化妝品

SOD也被用于制造化妝品，可用來清除能夠對皮膚造成損害的自由基，例如減少乳腺癌放療后的皮膚纖維化。SOD之所以可以對抗纖維化，可能是通過將肌成纖維細胞還原為成纖維細胞。