硒蛋白合成的特殊机制

硒蛋白含有一种特殊氨基酸--硒代半胱氨酸。在翻译阶段,该氨基酸从硒蛋白ｍＲＮＡ编码区的ＵＧＡ密码子处掺入多肽链。已证明它由丝氨酸和活性硒供体分子合成。一种独特的ｔＲＮＡ、某些特殊蛋白质因子以及硒蛋白ｍＲＮＡ的特殊二级结构是ＵＧＡ解读为硒代半胱氨酸所必需的。     

谷胱甘肽过氧化物酶的硒代半胱氨酸插入元件

真核生物将硒代半胱氨酸插入蛋白质必需硒代半胱氨酸插入元件（ＳＥＣＩＳ）的参与,后者位于硒蛋白ｍＲＮＡ的３′非翻译区．采用ＲＮＡ折叠程序对１５个谷胱甘肽过氧化物酶基因进行计算机处理发现,其可能的ＳＥＣＩＳ中都具有３段保守碱基ＡＵＧＡ－Ａ（Ｇ）ＡＡ－ＧＡ．根据Ａ（Ｇ）ＡＡ位于顶环或者顶环上游５′臂的突环上,可将ＳＥＣＩＳ分为Ⅰ型和Ⅱ型结构     

mRNA的3′非翻译区控制硒代半胱氨酸参入多肽链

ｍＲＮＡ的３′非翻译区控制硒代半胱氨酸参入多肽链刘定干（中国科学院上海生物化学研究所,上海２０００３１）关键词ｍＲＮＡ３′非翻译区硒代半胱氨酸多肽链真核生物ｍＲＮＡ的３′非翻译区是决定各个ｍＲＮＡ专有功能特征的调控元件。３′非翻译区除能决定ｍＲＮＡ的...     

生物合成硒蛋白机制的研究进展

作为第 2 1种氨基酸 ,硒代半胱氨酸在翻译阶段由核糖体介导 ,在mRNA编码区的UGA密码子处参入多肽链。研究表明硒代半胱氨酸的参入需要一个顺式作用元件SECIS和 4个基因产物 :SelA、SelB、SelC、SelD。原核生物和真核生物的SECIS在mRNA中的位置和结构特征差异显著。在利用Escherichiacoli硒代半胱氨酸的参入机制合成硒蛋白方面 ,研究人员进行了有益的探索。     

硒蛋白P的研究进展

硒蛋白P（SeP)是从大鼠和人血浆中分离,纯化得到的一种糖蛋白,每个硒蛋白P多肽含有10个硒代半胱氨酸,硒蛋白P中的硒含量占大鼠和人血浆中硒含量的50%以上,在其mRNA开放阅读框架中克隆的cDNA的序列含有10个UGA密码子。硒代半胱氨酸在一个UGA密码子处嵌入蛋白的一级结构,尽管对硒蛋白P功能还没有彻底了解,它的一种非常可能的作用是作为一种胞外抗氧化剂,大鼠血浆中的硒蛋白P在体内实验中对Diquat诱导的脂质过氧化和肝损坏具有保护作用,人血浆中的硒蛋白P在体外实验中显示减少内作为一存活促进因子。     

富硒产品中硒的形态分析及化学评分模式的建立

采用微波水解、HPLC-HG-AFS法测定了硒蛋白粉、硒蛋白片、肽粉、富硒原料等19种硒产品中的总硒、硒代氨基酸和亚硒酸根离子[Se(IV)],分析了硒代氨基酸、Se(IV)和其他形态硒占总硒的百分比及不同形态硒代氨基酸的组成比例。以此为依据,将硒产品分为硒蛋白型、单一硒代氨基酸型、其它形态硒型及有机无机硒混合型。根据DBS42/002-2014规定建立了富有机硒产品评分模式,其中18种为富有机硒产品;根据适硒地区母乳中硒代氨基酸的组成比例提出了硒代氨基酸的化学评分模式,评分结果显示13种以蛋白态硒为主的硒产品中硒代氨基酸的组成比例均与母乳相差甚远,不利于人体平衡吸收利用,其中10种SeMet含量远远超过人体所需,SeCys_2为限制硒代氨基酸。该评分模式的建立对硒产品的开发具有指导意义。     

硒蛋白P的研究进展

硒蛋白P(SeP)是从大鼠和人血浆中分离、纯化得到的一种糖蛋白 ,每个硒蛋白P多肽含有10个硒代半胱氨酸。硒蛋白P中的硒含量占大鼠和人血浆中硒含量的 5 0 %以上。在其mRNA开放阅读框架中克隆的cDNA的序列含有 10个UGA密码子。硒代半胱氨酸在一个UGA密码子处嵌入蛋白的一级结构 ,尽管对硒蛋白P功能还没有彻底了解 ,它的一种非常可能的作用是作为一种胞外抗氧化剂。大鼠血浆中的硒蛋白P在体内实验中对Diquat诱导的脂质过氧化和肝损坏具有保护作用 ,人血浆中的硒蛋白P在体外实验中显示减少内毒素过氧化硝酸盐和磷脂氢过氧化物的活性。牛血浆中的硒蛋白P在神经细胞的培养中作为一存活促进因子。     

化学修饰单克隆抗体模拟谷胱甘肽过氧化物酶

化学修饰具有底物谷胱甘肽（ＧＳＨ）结合部位的单克隆抗体（４Ａ４）,使其结合部位上的丝氨酸（Ｓｅｒ）转变成谷胱甘肽过氧化物酶（ＧＰＸ）的催化基团硒代半胱氨酸（Ｓｅ－Ｃｙｓ）,因而产生高活力的含硒抗体酶（Ｓｅ－ａｂｚｙｍｅ）．突变的４Ａ４（ｍ４Ａ４）的ＧＰＸ活力达到了天然酶活力的１９％,并对ｍ４Ａ４的酶学性质和动力学性质进行了研究;硒代谷胱甘肽（ＧＳｅＨ）连到４Ａ４结合部位,其ＧＰＸ活力由３．８６Ｕ／μｍｏｌ提高到５９８．９Ｕ／μｍｏｌ用黄嘌呤氧化酶／次黄嘌呤为中心的心肌线粒体自由基损伤模型证明Ｓｅ－ａｂｚｙｍｅ（ｍ４Ａ４）可减轻活性氧对线粒体的损伤。     

硒酶及硒化合物生理功能研究的新进展

硒是动物必需的微量元素,硒半胱氨酸是硒蛋白的组份并构成硒酶的活性中心,硒蛋白特别是硒酶是硒的主要功能形式,研究发现,硒半胱氨酸是参入到蛋白质分子中的第21种氨基酸,硒是唯一受基因调控的微量元素,最新研究表明,硒及其化合物还具有阻断某些炎症介质的生理活性,抑制蛋白激酶C,激活促分裂原活化蛋白激酶和S6核糖体蛋白激酶,免疫调节及与其它元素和维生素相互作用等多种生理功能,提示硒在人类健康中的作用及其机制比我们过去所预计的更为复杂。     

化学修饰单克隆抗体模拟谷胱甘肽过氧化物酶

化学修饰具有底物谷胱甘肽（ＧＳＨ）结合部位的单克隆抗体（４Ａ４）使其结合部位上的丝氨酸（Ｓｅｒ）转变成谷胱甘肽过氧化物酶（ＧＰＸ）的催化基因硒代半胱氨酸（ＳｅＣｙｓ）因而产生高活力的含硒抗体酶（Ｓｅ－ａｂｚｙｍｅ）突变的４Ａ４（ｍ４Ａ４）的ＧＰＸ活力达到了天然酶活力的１９％并对ｍ４Ａ４的酶学性质和动力学性质进行了研究;硒代谷胱甘肽（ＧＳｅＨ）连到４Ａ４结合部位,其ＧＰＸ活力由３．８６Ｕ／μｍｏｌ提     

大肠杆菌中一种对NF—IL63‘UTR专一的结合蛋白

在大肠杆菌ＴＧ１中,发现了一种与人白介素６核转录因子ｍＲＮＡ的３’非翻译区专一结合的蛋白,其Ｎ－端氨基酸序列为Ａｌａ－Ｔｈｒ－Ａｒｇ－Ｉｌｕ－Ｐｈｅ－Ｈｉｓ－Ｇｌｙ－Ｃｙｓｓ（？）－Ｇｌｙ。对数据库检索未发现完全同源的蛋白。对于在大肠杆菌中发现真核ｍＲＮＡ专一结合蛋白的意义做了讨论。     

富硒酵母中硒赋态的研究

硒是人体必需的一种微量元素,参与合成硒代半胱氨酸、硒代甲硫氨酸以及多种硒代蛋白(酶),具有抗肿瘤、抗氧化、增强人体免疫等多种生物学活性,与人体的健康有着密切关系.硒以不同的形式存在于自然界中,大致可分为无机硒和有机硒两种,其生物活性与毒性也各有不同.富硒酵母作为补充硒元素的主要形式之一,具有生物利用度高、食用安全、毒性低等优点.研究富硒酵母中的硒的赋态,对合理摄取硒元素,促进人体健康具有重要意义,因此成为近年来研究的热点.     

发现参与蛋白质生物合成的第21种氨基酸

天然蛋白质生物合成过程中有20种氨基酸参加。虽然很多种蛋白质中含有不少非标准氨基酸,但它们都是在肽链合成后经翻译后加工修饰而成的。最近研究表明,硒代半胱氨酸是在蛋白质翻译过程中以特异机制和其他氨基酸同时参入多肽链的,成为参与蛋白质生物合成的第21种氨基酸。硒是生物体必需的微量元素,原核及真核生物的一些酶类及 tRNA 均含有硒,例如,大肠杆菌甲酸脱氢酶,哺乳类的谷胱甘肽过氧化物酶等均为含硒蛋白。硒以硒代半胱氨酸形式在蛋白质的特异位置出现,通常位于含硒酶蛋白的活性中心。矾醇基对上述酶类的氧化还原性质极为重要,例如用半胱氨酸取代大肠杆     

硒代磷酸合成酶的研究进展

硒代磷酸合成酶（ＳＰＳ）的催化产物硒代磷酸（ＳＰ）是合成硒蛋白所必需的活性硒供体,所以ＳＰＳ可能对硒蛋白合成的调控起重要作用。近来发现ＳＰＳ广泛分布于哺乳动物、细菌和古细菌。ＳＰＳ菌化如下反应：ＡＴＰ＋硒化合物＋Ｈ２Ｏ→ＳＰ＋ＡＭＰ＋正磷酸。ＡＴＰ是该酶的特异性底物,ＡＭＰ是其竞争性抑制剂。该酶表现催化活性必需Ｍｇ＾２＋和一阶阳离子Ｋ＾＋等。     

疟蚊基因组中新硒蛋白的计算机识别

硒蛋白的生物合成取决于硒代半胱氨酸插入蛋白质的过程. TGA码既是终止码、又可翻译成硒代半胱氨酸, 这使普通基因注释软件无法正确预测硒蛋白, 导致现有数据库中许多物种的硒蛋白被错误注释或丢失. 本研究基于已公布的疟蚊基因组预测信息、采用PERL语言编程, 对疟蚊基因组中的硒蛋白进行了计算机检索与分析. 结果表明: 以TGA码终止的基因有11365条, 其中具有SECIS结构的基因有918条, 同时具有半胱氨酸同源类似物的基因58条. 再经Sec侧翼序列比对, 最终检索到具有硒蛋白全部特点的基因7条. 从硒蛋白的基本生物功能推测, 冈比亚疟蚊基因组中存在的新硒蛋白可能与疟蚊的氧化耐受特性及其相关蛋白的调控相关联. 因此, 研究疟蚊硒蛋白将为干涉疟蚊带菌能力、从蚊媒传播途径防止疟疾提供理论基础.     

硒蛋白的生物合成与调控

硒蛋白是硒以硒半胱氨酸(Sec)形式参入形成的蛋白质。Sec作为参入蛋白质的第21种氨基酸,由硒蛋白mRNA上的UGA编码。在原核生物中,Sec参入硒蛋白的相关因子及其参入机制已基本阐明,Sec在SELA、SELB、SELC、SELD及Sec插入序列(SECIS)等的共同作用下参入到蛋白质中。在真核生物中,Sec参入硒蛋白的可能途径是：Ser-tRNA‘^[Ser]Sec。通过磷酸丝氨酰-tRNA^[Ser]Sec。最终转变为Sec-tRNA^[Ser]Sec,并在延伸因子及相关蛋白质因子的作用下参入到硒蛋白中。硒蛋白的合成在翻译前水平、mRNA水平、供硒水平等都受到相应的调控。     

硒蛋白的分子生物学研究进展

已有35种硒蛋白被分离和表征,但许多硒蛋白及其功能仍未完全阐明.硒半胱氨酸(Sec)作为参入蛋白质的第21种氨基酸,由硒蛋白mRNA上的UGA编码.在原核生物,Sec参入硒蛋白的复杂机制已经较为明确,需要四种基因产物（SELA、SELB、SELC和SELD）和一个存在于硒蛋白mRNA上的被称为Sec插入序列(SECIS)的茎环(stem loop)样二级结构.在真核生物,硒蛋白生物合成途径可能在SECIS的结构和位置、特异的延伸因子及其他RNA-RNA或RNA-蛋白质因子之间的相互作用等方面与原核生物不同.另外,哺乳动物硒蛋白mRNA上的UGA翻译为Sec的过程低效,特定位点的UGA密码子不同功能(终止密码和Sec密码)的调控可能是硒蛋白表达低效的关键.     

不同培养条件下杏鲍菇对硒的耐受性与硒形态分析

为了明确不同培养条件下杏鲍菇对外源硒的耐受性,分别在固体培养基、液体发酵培养基和栽培基质中添加不同量的亚硒酸钠,并检测杏鲍菇子实体中富集硒的存在形态。结果表明：固体培养条件下,硒浓度低于160 mg/L时,对菌丝的生长没有显著影响;液体培养条件下,4 mg/L的硒元素即可对杏鲍菇菌丝体的生长产生显著抑制;栽培模式下,基质中补充10~600 mg/kg的硒元素,不会影响杏鲍菇菌丝体的生长,且子实体中的硒含量会随基质中硒浓度的增加而增加。子实体硒形态分析表明,富集硒以硒代蛋氨酸、甲基硒代半胱氨酸、硒代胱氨酸和亚硒酸盐［Se（IV）］四种形式存在,其中硒代蛋氨酸是硒与氨基酸的主要结合形式。     

化学突变具有底物结合部位的单克隆抗体制备含硒抗体酶

开发了一种制备抗体酶的新方法。用二硝基氯苯（ＤＮＣＢ）专一地与谷胱甘肽（ＧＳＨ）的巯基反应,合成出半抗原ＧＳＨ－Ｓ－ＤＮＰ。用戊二醛将半抗原偶联到牛血清白蛋白（ＢＳＡ）上,制成全抗原。再用标准的单抗制备法获得具有ＧＳＨ结合部位的单抗（４Ａ４ＩｇＧ）。用苯甲基磺酞氟（ＰＭＳＦ）和Ｈ２Ｓｅ相继处理该单抗,则将单拉结合部位上的丝氨酸（Ｓｅｒ）突变成硒代半胱氨酸（ＳｅＣｙｓ,因而在单抗结合部位上引入了谷胱甘肽过氧化物酶（ＧＰＸ）的催化基团。突变后的单抗具有ＧＰＸ活性,其活力已达到天然ＧＰＸ的数量级水平。动力学行为也与天然ＧＰＸ类似。这种新的含硒抗体酶有优于ＧＰＸ的一些特点。     

大肠杆菌中一种对NF-IL63′UTR专一的结合蛋白

在大肠杆菌ＴＧ１ 中, 发现了一种与人白介素６ 核转录因子ｍＲＮＡ 的３′非翻译区专一结合的蛋白, 其Ｎ端氨基酸序列为ＡｌａＴｈｒＡｒｇＩｌｅＧｌｕＰｈｅＨｉｓＧｌｙＣｙｓｓ（ ？）Ｇｌｙ。对数据库检索未发现完全同源的蛋白。对于在大肠杆菌中发现真核ｍ ＲＮＡ专一结合蛋白的意义做了讨论。