含硒的谷胱甘肽过氧化物酶与人类健康的关
微量元素与健康研究2002年第19卷第1期—69—
含硒的谷胱甘肽过氧化物酶与人类健康的关系
郭 玲 综述,钟学宽 审校
(哈尔滨医科大学克山病研究所,哈尔滨 150086)
摘要:硒是人类和动物的一种必需微量元素,谷胱甘肽过氧化物酶是生物体内一种重要的含硒酶,它与多种疾病的发生和发展有密切的关系。本文从基础医学和临床医学的角度,探讨了它的生理作用和它与疾病的关系以及相关的最新研究进展,旨在深入研究该酶的生物学意义,为临床治疗相关疾病提供一条新的途径。关键词:硒;谷胱甘肽过氧化物酶
文献标识码:B 文章编号:100525320(2002)0120069203
硒是人类和动物的一种必需微量元素,它的缺乏和过量均可导致疾病的发生。在生物体内,它主要通过构成含硒酶来发挥作用。
谷胱甘肽过氧化物酶(glutathioneperoxidase,简称Se2GPx)是生物体内一种重要的含硒酶,硒是该酶活性中心的构成成分。根据它分布和催化底物的不同分为四个亚型,即传统型谷胱甘肽过氧化物酶(CGPx)、胃肠型谷胱甘肽过氧化物酶(Gl2GPx)、血浆型谷胱甘肽过氧化物酶(PGPx)和磷脂氢谷胱甘肽过氧化物酶(PHGPx)。这种酶的主要作用是促进氢过氧化物代谢,减少它们对机体的损伤作用。随着近年来自由基致病理论的建立和发展,Se-GPx的作用逐渐引起人们重视,成为研究的热点。1 各型含硒谷胱甘肽过氧化物酶的作用
CGPx是第一个被发现的哺乳动物硒蛋白,它
程中细胞内信号传导的全过程,可诱导凋亡,故CG2Px活性的增高将减少氢过氧化物的含量,从而抑制
凋亡发生。HIV的复制依赖NF2kB的激活,CGPx可阻抑后者的活化,因此可限制病毒的复制。但HIV感染细胞的死亡是以凋亡的方式进行的,CG2Px抑制感染细胞的凋亡不利于病毒的清除,所以CGPx对HIV感染有双重作用。
GI2GPx在鼠仅限于胃肠道内表达,而在人,肝
脏中也有表达,这种特殊的分布决定它可能作为抵制过氧化物吸收的第一道防线[2]。与CGPx的作用底物相似,它也可以还原氢过氧化物、有机氢过氧化物和脂肪酸氢过氧化物。迄今为止,胃肠道是唯一可以表达四种Se2GPx的器官,它们构筑了防御食物中过氧化物吸收的坚实屏障,其中GI2GPx在这方面仍是中坚力量。它的作用不仅限于食物中的过氧化物,对肝脏中外源性物质氧化代谢产生的过氧化物也起作用。除了屏障作用,GI2GPx还可以抑制氢过氧化物的致突变作用,因此可能对胃肠道肿瘤的发生起预防作用[3]。
PGPx是一种糖基化的硒蛋白,除了与CGPx
分布广泛,在硒充足的情况下,所有细胞都有一定程度的表达,尤其在产生大量过氧化物的组织,主要还
原可溶性的氢过氧化物(H2O2)和一些有机氢过氧化物(氢过氧化脂肪酸),对磷脂氢过氧化物却没有作用。它的功能主要是建立在促进氢过氧化物分解,减少其有害作用的基础上。包括①阻断细胞信号传导(即指抑制NF2kB的激活)。②抑制凋亡。③控制HIV感染。NF2kB是一种核蛋白因子,参与多种细
共同的底物,它还可以作用于胆固醇氢过氧化物和磷脂氢过氧化物[4]。PGPx主要在肾脏产生,它的生成部位多在界膜处,决定它的功能之一是抗氧化屏障。另外它还可以通过调节细胞外过氧化物浓度,调控宿主的防御方应。因为正常状态下无活性的脂氧酶可被激活的巨噬细胞活化,通过释放趋化因子和炎症介质而放大巨噬细胞的效应,导致剧烈的炎症反应。这一过程可因熄灭脂氧酶而受到抑制,而PG2所以说PGPx可能Px是履行这一功能的最佳选择。
胞因子的转录调控,生成的细胞因子在加重某些疾病过程的同时又可以激活NF2kB,两者互为消长,对机体造成严重的损伤。氢过氧化物参与这一过程的发生,而CGPx可通过降解氢过氧化物阻断此过程,对疾病的转归起积极作用。凋亡是指细胞的程序化死亡过程,大量实验[1]表明活性氧参与了凋亡过
收稿日期:2001210216 修回日期:2001211226
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是宿主防御反应的主要调节因子。另外PGPx对硒水平较敏感,可以作为衡量体内硒状态的指标[5]。
PHGPx是第一个已知的直接作用于磷脂氢过氧化物的酶,它的分布也很有特点,存在于红细胞外的所有组织中,但在各组织中它的活性均低于CG2PX,唯独在睾丸中例外。在鼠的睾丸中,它的活性是
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的缺血再灌注损伤。虽然目前该项研究仅限于动物实验,但为预防和治疗血管闭塞后再通引起的损伤
[12]
提供依据。Pedro-BotetJ等比较30例原发性高血压患者和164例正常对照的Se2GPx活性,结果表现出极显著差异。BeckMA[13]小组用无毒力的0的感染敲掉了CGPx基因的小鼠,结果小CVB3