【名词解释】硒的生物化学

硒是基本痕量元素又是天然存在的致毒剂，缺硒症与硒毒症的研究导致一门硒的生物化学的诞生。

最早发现缺硒症的记录是13世纪马可波罗在中国发现的马蹄发拐症，即现称大关节病。1957年美国Schwarz以一种天然含硒的“猪肝营养素”(Factor 3)作为解决动物肝坏死的营养医治。

从而发现一系列缺硒症都与器官病理有关，例牛羊的肌肉萎缩的白肉病、心肌衰退、心内膜硬化、精子损伤与生长激素不足等。

这些病症临床讯号奇特，常常是轻微、缓慢发展，但在另外损伤时会以两次发作成急性，甚至危及生命直到死亡，同时硒毒研究也表明硒虽与砷是差一个原子序数的姐妹元素，但不能等同，1960年Frost证实硒与砷均有毒，但互相拮抗，而且硒对铅、汞与镉等重金属也有拮抗，从而拟定毒性标准，食物中硒含量小于5mg／kg，饮料中为0．5mg／kg，空气中为0．1mg／m³，1974年美国解除禁令批准其为非致癌食物添加剂可供使用。

事实上硒在自然界无处不存在，只不过含量极低。表1列出硒、砷、硫和磷在自然界的近似分布，实际上许多国家和地区含硒量远远低于这平均水准，北欧的斯堪达那维亚半岛和亚洲的尼泊尔是属最贫者，中国也存在相当大缺硒带。

富硒地区当属硒矿区，美国科罗拉多州，中国恩施地区，由于含硒量高达90000mg／kg，所以导致硒中毒严重，症状涉及皮肤、神经和消化道系统等，必须予以重视，美国不得不规定此地区牛羊肉一概不准食用。

表1 mg／g

1959年J．L．Martin阐明硒在动植物中消化与代谢历程(图1)，从中可知在自然界中从无机硒化物转变为有机硒化物，例硒代半胱氨酸，最后进入动物蛋白的生化途径。1973年之后10年大量发现哺乳动物器官内存在硒蛋白，由于量少又易变化，至今尚难清晰科学描述。

(表2)

表2

图1 在动植物中硒代谢历程图

1971年Rotruck在营养学和酶学之间架起桥梁。确认谷胱甘肽过氧化酶(GSHPx)可作为硒属酶。1973年他又发现在酶的活性位置上硒对超氧自由基引起的癌症、老化和心肌梗塞防治有一定作用，同年由3位独立发现者一起开创硒的酶学。

Turner和Stadtman鉴定了甘氨酸还原酶的亚单元是硒蛋白，Andressen介绍硒掺入进甲酸脱氢酶，这3种硒属酶化学组成列于表3。

表3

1983年Stadtman已从细菌中成功鉴定6种细菌酶，硒蛋白种类已高达9～23种，同时她在生化合成硒蛋白中发现一个⁷⁵Se标记大分子，分子量约为天然存在硒蛋白A的2倍左右，最后证实为⁷⁵Se－改性脯氨酰基氨基酸转移核酸(t－RNA)，其中含硒组元为5－［(甲氨基)甲基］2－硒脲嘧啶核苷，为此荣获1987年美国生化协会玫瑰金奖。表4列出她发现6种硒属细菌酶概况。

表4

作为天然硒属酶研究的探针的人工合成硒蛋白已有非血红素铁蛋白－Se假单胞氧化还原蛋白、Se皮质铁氧化还原蛋白等和硒代硫氰酸酶，基本上为天然蛋白中硫的同类物，Frank人工合成九肽(二硒代后叶催产素)。

我国对缺硒症和硒毒性研究有独到之处，克山病预防就是成功的一例。中国医学科学院肿瘤研究所于树玉所领导硒与癌症研究，和启东肿瘤所合作研制富硒酵母作肝癌预防营养剂，华中理工大学徐辉碧在硒酵母、富硒茶叶等研究和北京医科大学王夔人工化学合成硒蛋白研究都属于硒生物化学范畴，也是中国在硒在医学上应用研究中力量最硕坚的学科。

。(中国科学院上海有机化学研究所徐思羽副研究员撰；丁宏勋审)