哺乳动物硒蛋白的研究进展

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1、哺乳动物硒蛋白的研究进展摘要硒是哺乳动物和人必需的微量元素。硒的生物学功能主要是以硒蛋白的形式表现的。到目前为止，已经克隆并测定cDNA顺序的哺乳动物硒蛋白有9种，它们是细胞内谷胱甘肽过氧化酶、磷脂氢谷胱甘肽过氧化物酶、胃肠谷甘肽过氧化物酶。Ⅰ型碘化甲状腺原氨酸5’脱碘酶、硒蛋白P和硒蛋白W。这些硒蛋白中硒参入到蛋白分子是通过硒半胱氨酸-tRNA识别mRNA中特异的UGA密码子将硒半胱氨酸插入硒蛋白中。关键词硒；硒蛋白；生物功能；表达调控AbstractSeleniumisamessentialtraceelementforanimalsandhum

2、ans.SeleniumexertsitsbiologicalfunctionlargelythroughselenoprotEins.UptonownineselenporotEIns’cDNAshavebeenclonedandsequenced,whicharecellularglutathioneperoxidase(cGPX),extracellularglutathineperoxidase(eGPX),phospholipidhydroperoxidaseglutathioneperxidase(PHGPX),gastrointesti

3、nalglutathioneperoxidase(GPX-GI),typeIiodothyronine5’-deiondenase(IDⅠ)typeiodothyronine5’deioninase(IDⅡ),typeⅢiodothyronine5-deiodinase(IDⅢ),selenoproteinp(SeP)andselenoproteinW.InalltheseselenoproteinsSeisincorporatedintotheproteinmoleculeviatheselenocysteinyl-tRNAwhichrecogni

4、zesthespecificUGAcodonsinmRNAtoinsertselenocysteineintotheprimarystructureofselenoproteins.KeywordsSelenium;Selenoprotein;Biologicalfunction;expressionandregulation硒是1817年瑞典学者Berzelius发现的性质似硫的元素。直到1957年Schwarz和Foltz才证实Se是动物必需的微量元素。硒与人类和其它和动物的生长、发育和疾病的发生有着密切联系。硒已成为当代国际上研究微量元素与健康

5、问题上十分突出的兴奋点。我国在硒与克山病关系的研究上取得了举世瞩目的成果。当前硒蛋白作为硒表现其生物学作用的主要形式已成为学者们研究的热门课题，且近几年进展迅速。目前，有9种哺乳动物硒蛋白cDNA已克隆和测序，有证据表明还有更多的硒蛋白存在[1]。本文将简要回顾9种硒蛋白的研究历史，阐明它们的特点及分布、生物学功能和表达调控方面的进展。一、硒蛋白研究的历史回顾硒蛋白的研究只有二十多年的历史，其中近10年来取得了巨大成果。1973年Hoedstra实验室的Rotruck首次证明细胞内谷胱甘肽过氧化物酶是一种含硒酶，硒是该酶的活性组份。因此，细胞内谷胱甘

6、肽过氧化物酶是在哺乳动物体内发现的最早的硒蛋白。自此，对硒代谢作用的了解有了突破，大量工作致力于对cGPX功能的研究。在很多年内它是已知的唯一的硒生化物化学功能的代表，因而用来作为评价硒的营养状况的指标。细胞外谷胱甘肽过氧化物酶在70年代被认为与红细胞内cGPX是同一种蛋白质。1985年Cohen等发现二者不是一种蛋白质。1987年Takahashi[2]等从人血浆中分离纯化了这种蛋白质，发现它在免疫、化学、电泳和某些功能上均不同于cGPX，因存在于血浆中将其命名为外谷胱甘肽过氧化物酶。磷脂氢谷胱甘肽过氧化物酶是在哺乳动物中发现的第二种含硒酶。198

7、2年Ursini等从猪肝脏和心脏中部分分离并描述了一种新的抑制过氧化的蛋白质。1985年分离纯化并确定为含硒的谷胱甘肽过氧化物酶，因它能特异性地使磷脂氢过氧化物还原，故名磷脂氢谷胱甘肽过氧化物酶[3]。胃肠谷胱甘肽过氧化物酶的cDNA是Chu等于1988年从人的肝细胞系克隆到的，并于1993年分离到蛋白质，与cGPX有同源性，是含硒的GPX家族中的第四个同工酶。因它的mRNA只存在于鼠的胃肠道的细胞中，故名GPX-GI[4]。最早把硒和I型碘化甲状腺5’脱碘酶联系在一起的是Arthur实验室，他们于1987年报道了缺硒大鼠IDI活性降低。1990年A

8、rhtur和Behne应用双标记技术分别证明了IDI是含硒蛋白。1991年Berry克隆到IDI的cDNA进