内质网硒蛋白的研究进展

硒是哺乳动物必需的一种微量营养元素,主要以硒代半胱氨酸的形式存在于各种硒蛋白中,硒的主要生物功能通过硒蛋白实现.在25种哺乳动物硒蛋白中,有7种硒蛋白位于内质网,分别为2型脱碘酶、15-kDa硒蛋白、硒蛋白M、硒蛋白T、硒蛋白K、硒蛋白S和硒蛋白N.除了2型脱碘酶外,对其余内质网硒蛋白知之甚少.最近一些研究显示,一些内质网硒蛋白在氧化还原平衡调节、蛋白质折叠质量控制、错误折叠蛋白从内质网逆向转运至胞质、Ca2+稳态调节、内质网应激调节及炎症调节等过程中发挥作用.本文介绍了每种内质网硒蛋白的结构、功能及其生理和病理作用的一些最新研究进展,并对未来需要研究的内容进行了展望.     

硒蛋白R——一个独特的甲硫氨酸亚砜还原酶

硒蛋白是一类以硒代半胱氨酸为活性中心的蛋白质,利用硒氢基的强还原性,硒蛋白在生物体内发挥重要的抗氧化功能。目前发现,人类基因组中有25种硒蛋白的编码基因,其中硒蛋白R是唯一一个含有硒代半胱氨酸的甲硫氨酸亚砜还原酶,它位于细胞质及细胞核中,由于其空间结构和硒元素的强亲核性,硒蛋白R能特异性还原R型甲硫氨酸亚砜中被氧化的硫元素。硒蛋白R能够与肌动蛋白、瞬时电位通道蛋白及β-淀粉样蛋白等多种蛋白质相互作用,可能在中枢神经系统中具有重要的功能,并与神经退行性疾病的发生发展具有密切关系。     

血管硒蛋白与动脉粥样硬化*

动脉粥样硬化是一种严重危害人类健康的慢性炎症血管疾病,随着我国人民生活水平的不断提高和人口的老龄化,其发病率逐年增高。本文结合本课题组的工作,对血管硒蛋白与动脉粥样硬化的关系进行了介绍。主要的研究进展表明：动脉粥样硬化的发生与血管氧化性损伤有密切关系,硒作为一种重要的必需微量元素主要以硒蛋白的形式存在于血管之中,对氧化型固醇导致的血管损伤有明显的抑制作用;其机理可能与硒蛋白的抗氧化作用、调节血液前列环素和血栓素的比例改善血液流通、以及抑制氧化型固醇诱导的血管细胞凋亡等有关。     

以蛋自质为基础模拟谷胱甘肽过氧化物酶

硒元素作为一种生命体中必须的微量元素,与人类的健康和疾病息息相关.硒元素主要以硒代半胱氨酸的形式存在于至少25种硒蛋白中,执行着多种生物功能.在这20多种硒蛋白中,谷胱甘肽过氧化物酶( GPx)作为一种主要的抗氧化酶,能够有效地利用谷胱甘肽还原氢过氧化物以防止机体的氧化损伤.这里,我们主要介绍以蛋白质为骨架构筑GPx模...     

硒蛋白S的生物学功能

硒蛋白S是一种新发现的内质网和细胞膜驻留硒蛋白。以往的研究结果揭示硒蛋白S可以保护细胞拮抗氧化损伤及内质网应激诱导的细胞凋亡;参与脂蛋白代谢、精子发育过程、炎症反应及将错误折叠蛋白从内质网腔逆向转移到细胞质中然后降解的过程(即内质网相关蛋白降解)。硒蛋白S基因多态性与糖尿病、冠状动脉心脏病或先兆子痫等疾病密切相关。本文结合本课题组的工作对硒蛋白S的最新研究进展,尤其是硒蛋白S功能的研究成果作了较为详细的介绍,并对未来的研究方向作了展望。     

以蛋白质为基础模拟谷胱甘肽过氧化物酶

硒元素作为一种生命体中必须的微量元素,与人类的健康和疾病息息相关.硒元素主要以硒代半胱氨酸的形式存在于至少25种硒蛋白中,执行着多种生物功能.在这20多种硒蛋白中,谷胱甘肽过氧化物酶(GPx)作为一种主要的抗氧化酶,能够有效地利用谷胱甘肽还原氢过氧化物以防止机体的氧化损伤.这里,我们主要介绍以蛋白质为骨架构筑GPx模拟物的一些策略和方法,以期望于能够更好的理解硒蛋白的生物学性质,甚至开拓更为有效的技术去模拟这种抗氧化酶.     

荧光-噻唑蓝法检测红色纳米硒的抗氧化活性

采用荧光法检测红色纳米硒的抗氧化性,并结合噻唑蓝法(MTT法)研究红色纳米硒抗氧化对细胞的作用。Fenton反应产生稳定羟自由基,罗丹明B为荧光指示剂,磷酸盐缓冲液中检测了纳米硒清除羟自由基的效果。再将纳米硒与肝细胞QSG7701共培养,检测了不同时期培养基的氧化还原状况,并用MTT实验检测作用后细胞生长情况。结果显示:纳米硒具有良好抗氧化作用,能有效改善培养基中的氧化还原环境,同时促进了细胞生长。     

蛋氨酸亚砜还原酶及其在白内障发生发展中的作用

蛋氨酸(Met)是生物体内很容易被氧化的氨基酸之一,氧化应激条件下,生成S型和R型蛋氨酸亚砜(MetO), 晶状体蛋白中MetO的增加与晶状体老化和白内障形成相关。生物体内存在着两种不同的蛋氨酸亚砜还原酶(Msr),即MsrA和B,分别能特异性地作用于自由或结合在蛋白质中的S-MetO和R-MetO,将MetO修复为Met,从而避免了蛋白质结构和功能的改变。在哺乳动物中,MsrA以单基因形式存在,而MsrB有3种异构体,分别为MsrB1,MsrB2和MsrB3,其中MsrB1是一个硒蛋白,又被称为硒蛋白R(SelR)。本文介绍了Msrs的基因表达、分布和亚细胞定位,比较了MsrA和MsrBs蛋白结构和催化机制的异同,讨论了晶状体蛋白Met残基的氧化与白内障形成和发展的关系。现有的这些研究结果表明Msrs作为一类特异性的抗氧化还原酶,通过对MetO的修复,在抑制晶状体的损伤方面发挥重要作用。此外,MsrB1作为一个硒蛋白受机体硒水平的调节,因此,通过补硒保持晶状体适当的硒浓度以维持MsrB1的活性,对白内障的形成和发展可能具有一定的预防作用。     

硒蛋白S的结构、功能及与疾病的关系

硒是一种人体必需的微量营养元素,其主要生物功能是通过硒蛋白实现。硒蛋白S （SELENOS）是一种主要存在于内质网膜的硒蛋白,参与了内质网相关蛋白降解过程。SELENOS主要是通过胞质中的卷曲螺旋结构域和C-端含硒代半胱氨酸残基的无规结构区发挥生物功能的。大量体外研究结果显示,SELENOS有调节氧化应激、内质网应激、炎症等功能,进而可能影响心血管疾病、2型糖尿病、阿尔茨海默症等疾病的发生发展。此外,流行病学观察研究发现SELENOS基因的多种单核苷酸多态性与心血管疾病、癌症等疾病密切相关。本文综述了SELENOS结构、功能及与疾病的关系,总结了SELENOS研究中尚待解决的问题,并对其未来的发展方向进行了展望。     

石墨炉原子吸收法直接测定水中硒

硒是人体必需的营养元素,可抑制癌肿瘤和心血管疾病的发生。体内硒含量过低能引起营养不良,导致心肌病变;过高则引起硒中毒。 硒作为重要的生物微量元素近十几年开始被研究。硒不仅被看成是生物体内所必要的微量元素之一,而且是目前已知微量元素中较重要的一种。近年来已证明硒是机体氧化还原系统中谷胱甘肽过氧化酶的活性元素。     

大肠癌线粒体蛋白质自由巯基的选择性标记与组学分析

蛋白质半胱氨酸残基侧链巯基的氧化还原状态与细胞局部氧化还原水平密切相关,这些巯基被氧化或还原时,可极大地影响其结构,进而改变和调节其生物学功能,并对生物过程和细胞的命运产生决定性影响。本研究提出了一种选择性标记蛋白质半胱氨酸自由巯基的策略,即在常规的蛋白质组样本处理步骤(二硫苏糖醇还原二硫键、碘乙酰胺烷基化封闭)之前,使用具有巯基反应活性的N-乙基马来酰亚胺对蛋白质上的自由巯基预先进行封闭修饰,使蛋白质原有的自由巯基与经二硫苏糖醇还原而生成的自由巯基分别被具有不同分子量的巯基活性试剂封闭修饰,达到对蛋白质自由巯基特异性识别和表征的目的。利用以上策略,本研究对大肠癌组织中的线粒体蛋白自由巯基进行分析,共鉴定出1549种线粒体蛋白,包括蛋白质二硫键异构酶A3、过氧化物还原酶-1、线粒体NADH脱氢酶黄素蛋白2、线粒体内膜蛋白、线粒体乙酰CoA酰基转移酶、苹果酸脱氢酶、钙联蛋白、线粒体门冬氨酸氨基转移酶、线粒体琥珀酸脱氢酶[辅酶Q]铁硫亚基等;通过分析组学数据,共鉴定出348条含有自由巯基的肽段,归属于253种蛋白质。本研究对大肠癌组织中的线粒体蛋白和其中含有自由巯基肽段的组学研究结果进行了...     

用于压力传感的还原氧化石墨烯/丝蛋白基多孔复合材料

利用丝蛋白能够在还原氧化石墨烯片层上发生选择性聚集的特性,制备了还原氧化石墨烯片层上富集有丝蛋白微纤且分散性良好的还原氧化石墨烯片和丝蛋白混合溶液,并通过冷冻以及低温乙醇处理的方法得到一系列不同比例的还原氧化石墨烯/丝蛋白基多孔复合材料.随后,采用溶液浸泡的方法在多孔材料表面再次沉积还原氧化石墨烯,以进一步提高还原氧化石墨烯/丝蛋白基多孔复合材料的压敏导电性.系统观察和测试结果表明,还原氧化石墨烯的引入,不仅使得多孔材料内部出现了相应的微纳结构,同时也提高了多孔材料的力学性能.还原氧化石墨烯/丝蛋白基多孔复合材料在完全湿态下兼具较好的强度和弹性,可以在0%~80%的压缩应变之间实现良好的压缩回复效果和压力传感性能.其中,最佳比例下的还原氧化石墨烯/丝蛋白基多孔复合材料在低压力下的灵敏度可达0.15 kPa?1,在0~17.3 kPa范围内能够高效工作并且具有优异的电学稳定性和耐疲劳性.因此,还原氧化石墨烯/丝蛋白基多孔复合材料因其高灵敏度、宽工作范围、结构可调以及可塑性好等诸多优点,有望在柔性压力传感方面获得较好的应用.     

蛹虫草中硒的赋存形态及蛋白硒分析

为研究蛹虫草中硒的赋存形态,并进一步探究蛹虫草硒蛋白组分中硒含量的分布,以蛹虫草子实体为研究对象,用DAN荧光法测定了硒含量,用连续提取法进行了蛋白硒分析。结果表明,蛹虫草最高硒含量为89.486mg·kg-1,有机硒占85.96%;蛹虫草中蛋白硒、多糖硒和核酸硒分别占有机硒的71.4%~77.1%、19.7%~32.3%和0.138%~2.727%;在硒蛋白组分中虫草盐溶性蛋白、水溶性蛋白、醇溶性蛋白和碱溶性蛋白结合硒分别占总蛋白硒的55.13%~56.80%、20.47%~24.60%、15.30%~16.49%和2.99%~3.35%。蛹虫草具有很强的富硒能力;在蛹虫草子实体中,有机硒主要与蛋白质、多糖、核酸等生物大分子结合,其中蛋白质结合硒是硒的主要赋存形态;在蛋白质组分中,又以盐溶性蛋白质结合硒量最多。     

微量锗和硒、碲的萃取分离和连续测定

我们在锗的萃取条件下,进行了锗与硒、碲、金的萃取定量分离实验。并用高锰酸钾溶液把亚硒酸氧化为硒酸,使亚硫酸还原氧化性物质时,硒不被还原为红色溶胶。从而实现了锗与硒、碲的萃取分离和连续测定。用本法测定了一些矿物岩石中的锗、硒、碲,结果良好。分析手续:取0.5克矿样于铂坩埚中,用水润湿,加1:1硫酸5毫升,缓缓加入硝酸10毫升,(加盖以防损失),反应缓慢后,加氢氟酸5毫升,蒸至刚冒白烟,冷却,加热水20毫升,温热提取,过滤并用水洗坩埚及残渣2—3次。洗液与滤液合并于烧杯中,加1％高锰酸钾2滴,     

硒蛋白的分子生物学及与疾病的关系*

硒蛋白是微量元素硒在体内存在和发挥生物功能的主要形式。因硒蛋白的活性中心硒代半胱氨酸由传统终止码TGA编码,故从基因组中预测硒蛋白以及用基因工程技术表达硒蛋白均很困难。有关硒抗氧化、对癌症、神经退行性疾病和病毒作用的报导较多,但结论并不一致。本文综述了硒蛋白基因预测、蛋白质表达调控以及硒和硒蛋白对癌症、神经退行性疾病和病毒的作用及机制等方面的近期进展,研究提高硒蛋白生物信息学预测准确率和基因工程表达量的方法,分析了解硒蛋白与疾病发生发展的关系和机制,探索不同硒蛋白作为预防药物开发、作为癌症治疗和药物筛选靶标的可能性。     

硒代胱氨酸和硒代蛋氨酸电化学检测的比较

对硒代胱氨酸 (SeCys)和硒代蛋氨酸 (SeMet)在银电极上的电化学性质、电极反应机理及检测灵敏度等方面进行比较研究。实验表明 ,两者在pH9.5的硼砂 氢氧化钠介质中 ,于 -0 .62V和 -0 .68V(vs.SCE)处均存在一对氧化还原峰 ,电化学行为相似 ,两者具有良好的线性范围和低检出限 ,SeMet比SeCys具有更高的检测灵敏度。在相同的实验条件下 ,比较了含硫氨基酸与含硒氨基酸的电化学响应 ,含硫氨基酸的检测灵敏度远低于含硒氨基酸     

硒化合物荧光传感器研究进展

硒(Se)在生命体内是一种重要的微量元素,含有硒的蛋白质在哺乳动物体内具有广泛的生物学效应,如抗氧化、抗炎和促进产生甲状腺激素等作用.在过去的几十年里,含硒物质因其在生物体内的生物活性而引起人们的极大关注,其主要归因于Se元素的氧化还原及软硬质子性能.近年来,随着荧光检测技术的发展,大量硒化合物荧光传感器被开发出来.主要综述了含硒物质如硒代半胱氨酸(Sec)、硒化氢、硒醇和Se(IV)等荧光传感器的研究进展,并对其研究前景进行了展望.     

含硒表界面化学

硒是人体必需的一种微量元素, 本课题组近年的研究表明含硒化学键具有诸多独特的化学性质. 二硒键具有氧化还原双重响应性, 同时是一类光响应的动态共价键, 能够在可见光辐照下发生可逆的交换反应. 将含硒化学键这些独特的性质与表界面化学相结合可以赋予体系独特的响应行为. 本文综合评述了本课题组近年来在含硒表界面化学领域的研究进展: 采用单分子力谱揭示了含硒化学键相互作用的力学规律; 通过表界面化学实现了二硒键动态平衡的调控; 基于二硒键氧化还原及可见光响应性实现了表界面可逆修饰、 二维材料功能化及层层组装膜材料的制备, 在生物医用、 液体输运等领域具有潜在应用价值.     

含硒高分子:一类新型生物材料

硒元素是人体必需的微量元素。由于C—Se键和Se—Se键的键能比较低,键比较活泼,使得含硒高分子成为一类特殊的材料,具有许多独特和优异的性质。我们通过多种途径将硒元素引入高分子,设计合成了一系列主链含硒的嵌段高分子、侧链含硒的嵌段高分子以及内核或支化部位含硒的树枝状聚合物,开展了其在氧化、还原以及辐照等多重刺激响应高分子组装体材料方面和高效人工模拟酶方面的研究。研究表明,含硒高分子有可能成为一类新的生物医用高分子材料,具有广阔的应用前景。     

有机硒化合物在活性/可控自由基聚合中的应用

活性/可控自由基聚合是实现聚合物分子结构设计的有效手段,是近年来高分子研究领域的热点之一。含硒聚合物具有独特的多重响应行为,例如氧化、还原、辐射、光等,被认为是一种优异的生物功能材料。同时,含硒化合物也表现出许多独特的光电性能,因而在光电材料中得到了广泛关注。本文综述了有机硒化合物在"活性"/可控自由基聚合中的应用,从硒醚、含硒单体、二硒代羰基化合物等方面概述了有机硒化合物在聚合物合成设计中的应用。通过将含硒聚合物与活性自由基聚合手段相结合,为有机硒聚合物的合成设计和功能性聚合物材料的开发提供新方法。