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.     

微量元素硒与糖尿病

糖尿病严重威胁着人类健康。生物向量元素硒与糖尿病的关系引起了很多研究者的兴趣。本文从糖尿病患者的机体硒水平、硒的类胰岛素作用的硒对糖代谢的影响等三个方面综述了有关这一领域的研究进展。     

硒蛋白M及其与重大疾病的关系

硒蛋白M(SelM)是2002年应用生物信息学方法发现的一种内质网硒蛋白,其二级结构中含有一个氧化还原调节基序CXXU,且该蛋白在脑中大量表达。SelM因具有维持机体氧化还原水平、保护神经细胞和调节钙稳态平衡等重要作用,近年成为研究热点。本文结合本课题组的研究结果,对硒蛋白M的最新研究进展、生物功能、与重大疾病的关系及今后研究方向等方面进行了综述和展望。     

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。     

硒蛋白及其分离分析

1957年Schwarz等证明硒是人体必需的微量元素之后,国内外开展了许多总硒及其生物化学作用的研究。大量事实表明硒与多种疾病相关,我国用补硒方法防治克山病获得成功,进一步证实了硒的营养作用。近年来,有关硒的生物医学作用的研究已逐渐从总硒转向对有机硒化合物的研究,后者主要集中于含硒氨基酸、含硒多肽、含硒蛋白和近几年才提出的含硒核酸。 就整个生物界来看,动物、植物和微生物中均发现有硒蛋白存在。在已发现的硒酶中,硒主要以硒半胱氨基酸(seCysH)形式存在于蛋白质的多肽链中。     

从富硒烟叶中分离硒蛋白

本文对富硒烟叶中硒蛋白分离的多种方法进行了研究，确定了一种较好的分离硒蛋白的方法，实验结果提示，富硒烟叶有可能成为良好的补硒来源。     

基因组中硒蛋白的信息学

人类已经步入"后基因组"时代,基因组研究的重心将由测定基因的DNA序列转移到解释生命的所有遗传信息,从分子整体水平对生物学功能的研究,在分子层面上探索人类健康和疾病的奥秘.硒蛋白基因是各种基因组中一类重要的蛋白质基因,从基因组中寻找新的硒蛋白基因,对于硒蛋白生物功能的探索具有十分重要的意义.本文就硒代半胱氨酸插入元件(SECIS)结构特征、从基因组中寻找硒蛋白的生物信息学方法及其研究进展作了简要介绍,并对未来的发展趋势进行了展望.     

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。     

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。     

一种改良的硒蛋白的水解方法

硒蛋白的组分分析的难题是硒氨基酸在水解中不稳定。Blau指出硒蛋氨酸(SeMet)在6mol/L HCl、110℃、7h水解中几乎全部被破坏,Shepherd也得到同样的结论。硒胱氨酸和硒半胱氨酸也有相似的行为。其后,前人曾提出各种方法对此加以改进,例如加入各种还原剂以及通氮除氧,目的是防止硒氨基酸被氧化成亚砜或砜。最近刘曼西等提出在4mol/LHCl、50℃,50h的水解方法,但未通氮除氧,述说     

富硒灵芝中一种新含硒蛋白的纯化、性质及其自由基清除活性研究

通过硫酸铵沉淀、离子交换层析和分子排阻层析等方法, 从富硒灵芝中获得了一种新的含硒蛋白, 命名为Se-GL-P, 并研究了此蛋白的性质、抗氧化活性与其硒含量间的关系. 结果表明, 此蛋白的分子量为36600, 分子中约含有19.8%的糖链, N端的氨基酸残基序列为DINGGGATLPQKLYLTPDVL, 属于DING蛋白家族. 硒含量为4.87 mg/g, 具有较高的羟自由基和超氧自由基清除活性. 研究发现, Se-GL-P的抗氧化活性的提高与其中硒含量的提高相关.     

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。     

生命的微量元素硒

硒是动物体必需的微量元素,对于硒的研究,古今中外积累了大量系统的资料,本文针对硒的营养、硒的代谢、硒的分子生物学与硒的补给方面作了综述,并对当前补硒现状谈了看法,仅供参考。     

人肝中硒蛋白K相互作用蛋白的筛选与验证

以硒蛋白K(SelK)突变体为"诱饵", 采用酵母双杂交系统对人肝cDNA文库进行筛选, 得到一个与SelK相互作用的蛋白──环腺苷酸应答元件结合蛋白3(CREB3). 将SelK与CREB3共同转染酵母细胞, 验证了SelK与CREB3的相互作用; 并采用受体漂白、敏化发射和荧光寿命3种荧光共振能量转移方法进一步验证了二者间的相互作用, 发现其不受SelK中硒代半胱氨酸(Sec)的影响. 推测SelK可能通过其Sec之前的区域与CREB3发生作用, 参与CREB3介导的内质网相关降解过程, 影响相关癌症的转移和发展.     

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。     

硒蛋白的抗氧化性研究与第21个氨基酸的发现

硒是人体必需的微量元素,以硒代半胱氨酸(Sec)的形式存在于蛋白质中作为硒酶的活性中心发挥作用,其生物功能主要是抗氧化。由于硒与人体健康具有十分密切的关系,所以硒蛋白的研究有着重要的理论和实际意义。本文以第一个硒蛋白细胞谷胱甘肽过氧化物酶为例,结合作者自己的工作,重点对该硒酶的结构、催化机制和模拟进行了综述,并就TGA编码Sec致第21个氨基酸的发现以及基于硒代半胱氨酸插入元件(SECIS)的特征寻找新硒蛋白的研究进展进行了介绍。     

一种新的人血浆中含硒蛋白测定方法

提出一个综合聚丙酰胺凝胶电泳分离和２,３－二氨基萘柱前衍生正相液体色谱测定硒的方法（ＤＡＮ－ＨＰＬＣ－ＦＬＤ）,分离测定了高硒地区人血浆中的含硒蛋白。在所鉴定的５种含硒蛋白中,其中至少有３种是从未明确鉴定过的含硒蛋白。     

微波水解-液相色谱-原子荧光光谱法测定硒蛋白中的硒代氨基酸

针对酶解法测定硒代氨基酸操作复杂,时间长,水解不完全且水解产物不稳定等问题,建立一种微波水解-液相色谱-原子荧光光谱仪测定硒蛋白中硒代氨基酸的方法。样品经HCl(6 mol/L)微波水解后,调节pH值至7.5,采用阴离子色谱柱,pH=6.0的(NH_(4))_(2)HPO_(4)(40 mmol/L)溶液为流动相,流速0.6 mL/min,等度洗脱12 min的条件对硒代胱氨酸(SeCys_(2))、甲基-硒代半胱氨酸(MeSeCys)和硒代蛋氨酸(SeMet)进行分离,用原子荧光光谱仪测定其含量。微波水解条件采用星点设计-响应面法进行优化,优选最佳水解条件为:称样量20 mg,水解温度150℃,水解时间40 min。SeCys_(2)、MeSeCys和SeMet均在0~100 ng浓度范围内呈线性关系,相关系数均大于0.999,检出限分别为0.07、0.03和0.14 mg/kg,RSD分别为5.6%、4.6%、3.7%(n=6)。用来测定硒代氨基酸,耗时短,成本低,水解完全,操作简单,水解产物稳定,能够科学评价硒蛋白中硒代氨基酸的组成,对硒蛋白产品的质量控制和溯源提供了科学方法,值得推广应用。     

SE-HPLC-ICP-MS联用技术在富硒蛹虫草硒蛋白形态分析中的应用研究

从富硒培养的虫草中提取可溶性蛋白质, 经过(NH4)2SO4分级盐析, 采用ICP-MS对不同盐析组分中蛋白及硒分布进行测定, 结果表明, 富硒蛹虫草的可溶性硒含量占总硒含量的69.3%以上, 在所得的各级蛋白组分中, 除A组分(0~30%饱和度的盐析)外, 其它各组分均存在含硒蛋白, 其硒含量高低顺序为B组分(30%~50%饱和度的盐析)>C组分(50%~75%饱和度的盐析)>D组分(75%~100%饱和度的盐析)>A组分. 采用SE-HPLC-ICP-MS联机技术对样品中的硒蛋白进行分离检测, 结果表明, 其分子量分布在114000和1000之间, 且含量各异. 进一步研究结果表明, 硒在虫草体内参与了蛋白的合成, 这对于以蛹虫草为载体将无机硒有机化具有重要意义.     

自然界中的硒及其生物学效应

硒是第4周期第ⅥA族元素,除了具有非金属性外,还有部分金属性。其在地壳中的含量为0.05~0.09 mg/kg,自然界中存在广泛但分布不均。硒是人体和动物必需的微量元素,具有重要的生理生化功能,过量的硒及其化合物有较强毒性,而且硒的适宜剂量范围很窄。本文简单介绍了自然界中硒的存在、硒的生物学效应及其分子基础,以纪念元素周期律发现150周年。