微量元素硒的研究进展-.docVIP

微量元素硒的研究进展 刘成 (山西农业大学动物科技学院，动科082班，14号)  摘要：微量元素是一类极为重要的微营养素，在体内分布甚广，因而参与机体许多重要生理过程，如物质代谢、免疫功能、激素调节、基因表达的调控等等。国外在此领域内的研究发展很快，在微量元素营养生化方面，对其生物功能的研究突飞猛进。硒是一种人体不可缺少的微量矿物质，在生物体内，尤其是人体内发挥着十分重要的生物学功能和免疫功能，通过对硒营养状态的评价，对大多数人而言，适量补充硒的摄入量对维持身体健康，防治某些疾病具有重要的意义。 关键词：?微量元素；硒；免疫；营养；补硒  目前，确认为人和动物必需的微量元素有：Fe、Cu、Zn、F、I、Se、Mo、Cr、Co。有证据认为是动物必需的有：Ni、Si、V、Sn、As、B。其中确认硒是人体必需微量元素的依据来自于我国硒预防克山病的卓越成就。可以说，硒是人体必需微量元素中研究得最广泛深入的一个特殊成员。硒是人体必需的微量元素之一，硒对人体的营养作用以及补硒对某些疾病的防治作用显得愈发重要。对硒宏观研究和微观研究的密切配合导致了我们对硒生物学功能的认识不断深化；对硒基础研究和应用研究的密切结合引起了人们对硒的浓厚兴趣和广泛关注。 一、硒的生物活性形式——含硒酶和蛋白 1.谷胱甘肽过氧化物酶(Glutathione Peroxidase,GSH-Px,GPx)：1957年Mills在进行防止血红蛋白氧化破坏的实验中发现，在红细胞中存在一种酶，它以其特异底物——还原型谷胱甘肽(GSH)将脂质氢过氧化物(或H2O2)还原成无害的醇类或水，从而起到了保护细胞和细胞膜免遭氧化损伤的作用。但硒作为GPx的一个必须组成成分是由美国Rotruck等于1973年发现的，从而揭示了硒的第一个生物活性形式。随后，1973年德国Flohe测得1个酶分子含4个硒原子；1978年美国Forstrom和Tappel鉴别出活性中心是硒半胱氨酸(Se-CyS)；1979年德国Ladenstein测得牛红细胞GPx结构和氨基酸排列顺序。 GPx广泛存在于动物体中，也存在于一些藻类中，但高等植物中未发现。GPx几乎遍布各组织细胞和体液(包括免疫系统)中，仅活性高低不同而已。用免疫学方法和分子生物学方法已鉴别出若干GPx同功酶，如红细胞中的GPx(rGPx)在骨髓中合成；血浆中的GPx(pGPx)在肾脏中合成；胞浆中GPx(cGPx)在肝脏中合成；新近证实人肝和肠中还有一种GPx(GPx-GI)。 2.谷胱甘肽磷脂氢过氧化物酶(Phospholipidhydroperoxide glutathione peroxidase,PHGPx)：1982年意大利学者Ursini发现一种位于膜上、具有GPx活性的酶，与之不同的是，它可以用磷脂氢过氧化物作为底物，因此而名命为PHGPx,1分子酶含1原子硒。它的活性中心也是Se-CyS。由于其抗氧化作用主要在膜的脂质相上，因此能较好地解释硒与维生素E的互补节约作用。近期发现硒除了位于膜上(核膜、线粒体膜、细胞膜等)以外，还有另一种位于胞浆中的可溶性形式，其酶活性在睾丸中较高。 3.硒蛋白-P(Selenoprotein-P,Se-P)：1972年美国学者Burk在大鼠血浆中发现一种含硒蛋白，1987年才得到大鼠的单克隆抗体，1991年成功地得到了Se-PR cDNA，并从其基因顺序发现它是含10个Se-CyS的特殊硒蛋白。Se-P的mRNA测定表明它由肝脏合成，最近在心肌中发现其mRNA。Se-P的功能正在探讨中，有人提出它可能是硒的转运蛋白，但更多的实验结果说明它很可能属于氧化还原酶类。 4.I型碘甲腺原氨酸5′-脱碘酶(Type Iiodothyronine5′-deiodinase，I型5′-脱碘酶，5′-ID-I)：1990年英国Arthur和德国Behne基本同时肯定5′-ID-I是含硒酶，1分子酶含1原子硒。之前，Arthur在硒和甲状腺功能关系方面做了大量研究工作。随即，美国Berry等用克隆cDNA证明其活性中心是Se-CySy，由TGA编码。5-ID-I分布在甲状腺、肝、肾和脑垂体中。它催化了甲状腺激素T4向其活性形式T3的转化。由于硒是其必须成分，从而开辟了硒的非抗氧化功能途径。 2.硒的生物学功能 硒代半胱氨酸是多种酶辅基的必需成分，特别是谷胱甘肽过氧化物酶(GSH-Px)在对抗体内有氧代谢过程中所产生过氧化氢对细胞的破坏作用时硒必不可少。硒是GSH-Px的重要组分，每个酶分子含有4个硒原子。谷胱甘肽过氧化物酶(GSH-Px)是抗过氧化物的重要酶，其主要功能是阻止过氧化物和自由基的形成。可见，硒最主要的生物学功能是构成谷胱甘肽过氧化物酶的重要成分催化还原型