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中国硒研究之回顾3

中国在人体硒营养研究方面的历史贡献3

一、硒与克山病关系的研究成果为硒是人体必需微量元素的确认奠定了基础3

二、中国人体地方性硒中毒的研究提供了迄今最详尽的人体硒中毒的科学资料，使人体硒最大安全摄入量研究成为可能8

三、人体硒需要量和安全摄入量范围研究成果为各国制订硒的膳食参考摄入量（DRI）提供最可信的参考依据8

四、结语9

参考文献10

硒与大骨节病关系研究及其进展12

一、KBD概况12

二、硒与KBD的内外环境流行病学研究15

三、硒与KBD患者的食物链和体内代谢研究16

四、KBD病区粮食T-2毒素含量研究19

五、KBD具有独特的“地方性”和“波浪型”两大流行特征19

六、补硒防治KBD的研究工作23

七、结论——硒对KBD的病因学和医学生物学意义24

参考文献25

硒的生物效应两面性及其活性氧自由基机制研究回顾28

一、引言28

二、用电子自旋共振（ESR）证实了硒化合物是活性氧自由基的清除剂29

三、硒与脂质过氧自由基作用的分子机制——————硒中心自由基的产生33

四、硒化合物毒性的分子机制——————硒催化产生活性氧自由基34

五、一种新型的硒、自由基与生物效应关系的曲线36

参考文献37

第一部分 硒蛋白生物合成机制41

第1章 硒代半胱氨酸tRNA[Ser]Sec：从无义抑制子tRNA到硒蛋白生物合成中的经典组分41

1.1 引言42

1.2 tRNA的一级和二级结构42

1.3 Um34是Sec-tRNA [Ser]Sec上最特异性的修饰43

1.4 Trsp, Sec-tRNA[ser]sec基因44

1.5 Trsp的转录45

1.6 Sec-tRNA[Ser]Sec遗传密码子是UGA46

1.7 tRNA[Ser]Sec的结晶46

1.8 结语46

参考文献47

第2章 硒代半胱氨酸掺入过程的真核机制及其体外重建49

2.1 引言49

2.2 UGA重编码50

2.3 SECIS50

2.4 SECIS结合蛋白251

2.5 Sec-特异性延伸因子52

2.6 其他因素53

2.7 独特的Sec整合：硒蛋白P54

2.8 体外翻译系统对Sec整合的影响55

2.9 结语56

参考文献56

第3章 核糖体分析探索硒蛋白翻译58

3.1 引言58

3.2 核糖体分析揭示基因表达的翻译调控59

3.3 应用核糖体分析来研究硒蛋白的生物合成62

3.4 结论：对硒的见解、局限性及未来的方向65

参考文献67

第4章 真核生物硒代半胱氨酸与半胱氨酸的从头（De Novo）生物合成途径69

4.1 引言70

4.2 Sec生物合成70

4.3 体外和体内Cys的从头（De Novo）合成和Cys/Sec替代合成72

4.4 结语73

参考文献74

第5章 原核生物硒蛋白的生物合成与功能75

5.1 引言75

5.2 硒代半胱氨酸76

5.3 细菌硒蛋白的合成76

5.4 古菌中的硒蛋白合成78

5.5 原核生物的硒蛋白79

5.6 结语82

参考文献82

第6章 硒与人类进化85

6.1 引言85

6.2 膳食与自然选择86

6.3 硒的世界分布87

6.4 人类硒相关基因的遗传变异87

6.5 人类对不同膳食硒水平的适应88

6.6 中国缺硒地区的基因适应现象90

6.7 对硒缺乏产生适应的重要基因90

6.8 结语92

参考文献93

第7章 硒代半胱氨酸在蛋白质中的化学性质95

7.1 硒代半胱氨酸在化学蛋白合成中的研究进展95

7.2 硒代半胱氨酸在氧化蛋白折叠中的研究进展98

7.3 SEP15和SELM在体内蛋白质中的折叠100

7.4 结语102

参考文献102

第8章 硒磷酸合成酶的进化105

8.1 引言106

8.2 原核生物中SPS支持多种硒利用途径107

8.3 真核生物中的SPS110

8.4 结语114

参考文献114

第9章 硒代半胱氨酸合成酶的结构和催化机制116

9.1 引言116

9.2 细菌中SelA蛋白的结构118

9.3 真核生物中SepSecS的结构120

9.4 硒代半胱氨酸合成酶多变的活性位点及保守的催化机制121

9.5 未来展望123

参考文献124

第10章 硒代半胱氨酸裂解酶的作用机制、结构和生物学功能126

10.1 哺乳动物中硒元素的代谢126

10.2 哺乳动物和细菌中SCLY的鉴定127

10.3 不同生物体中的同源基因128

10.4 与NifS型半胱氨酸脱硫酶的同源性129

10.5 三维结构及开-关构象变化129

10.6 催化机制130

10.7 硒和硫的区分132

10.8 生物学功能132

参考文献133

第二部分 硒蛋白的分布及功能137

第11章 真核生物硒蛋白质组137

11.1 引言137

11.2 识别硒蛋白的计算工具138

11.3 哺乳动物硒蛋白138

11.4 其他真核生物硒蛋白142

11.5 硒蛋白的功能143

11.6 硒蛋白质组143

11.7 硒蛋白质组分析在生物学中的应用145

11.8 离子组分析145

11.9 国内真核生物硒蛋白识别的最新进展146

11.10 结语146

参考文献147

第12章 原核生物硒蛋白与硒蛋白质组149

12.1 引言149

12.2 原核生物硒蛋白的计算识别150

12.3 原核生物硒蛋白家族151

12.4 原核生物硒蛋白质组的比较基因组学研究154

12.5 结语155

参考文献156

第13章 硒蛋白的功能基因组学和硒反应通路158

13.1 引言158

13.2 硒代谢和运输164

13.3 SNP对Sec掺入机制的影响165

13.4 遗传变异体影响氧化还原活性硒蛋白166

13.5 内质网硒蛋白的遗传学167

13.6 展望168

参考文献169

第14章 硒在各种动物中对硒蛋白和非硒蛋白转录组表达调控的影响172

14.1 引言172

14.2 硒调控硒蛋白转录物的动物模型173

14.3 硒对常规硒生物标志物的调控173

14.4 硒对大鼠硒蛋白转录物的调控174

14.5 硒调控小鼠的硒蛋白转录物174

14.6 硒调控火鸡的硒蛋白转录物175

14.7 硒调控雏鸡的硒蛋白转录物176

14.8 硒调控秀丽隐杆线虫的硒蛋白转录物177

14.9 总体硒蛋白的转录物调控177

14.10 硒调控啮齿类动物非硒蛋白转录物178

14.11 硒调控线虫非硒蛋白转录物179

14.12 硒调控禽类非硒蛋白转录物179

14.13 分子生物标志物组180

参考文献180

第15章 硒蛋白77Se核磁共振研究182

15.1 生物大分子的NMR波谱182

15.2 硒的NMR性质183

15.3 用于NMR研究的蛋白质的77 Se富集184

15.4 通过核磁共振谱鉴定化学物质185

15.5 二硒键的连接186

15.6 硒蛋白和硒肽中Sec pKa的测定187

15.7 Sec的构象偏好和动力学187

15.8 77Se NMR对局部化学环境的敏感性187

15.9 数据解释188

15.10 结语189

参考文献189

第16章 硫氧还蛋白还原酶1——抗癌药物靶点191

16.1 引言191

16.2 硫氧还蛋白系统在癌症中的多重作用192

16.3 硫氧还蛋白还原酶与Nrf2之间的相互作用192

16.4 靶向抑制硫氧还蛋白还原酶对癌症的影响及其作为新型抗癌疗法的潜力192

16.5 TrxR1靶向药物在抗癌治疗中的潜在有益效果193

16.6 TrxR1靶向药物潜在的癌症促发作用195

16.7 结语196

参考文献197

第17章 谷胱甘肽过氧化物酶的基础知识与新进展200

17.1 引言200

17.2 谷胱甘肽过氧化物酶反应201

17.3 谷胱甘肽过氧化物酶家族内的多样性203

17.4 结语206

参考文献207

第18章 谷胱甘肽过氧化物酶4210

18.1 引言210

18.2 基因结构211

18.3 蛋白质结构211

18.4 酶活性211

18.5 动力学212

18.6 催化机制212

18.7 GPx4的功能213

18.8 遗传疾病与基因多态性213

18.9 雄性生育能力214

18.10 炎症214

18.11 细胞死亡和存活215

18.12 代谢疾病216

18.13 病毒性疾病216

18.14 总结与展望217

参考文献217

第19章 15kDa硒蛋白：调节和功能220

19.1 引言220

19.2 SEP15蛋白的结构和功能220

19.3 SEP15的生物功能222

19.4 人SEP15多态性和癌症224

19.5 结语225

参考文献225

第20章 硒蛋白K和蛋白质棕榈酰化调节免疫细胞功能227

20.1 引言227

20.2 蛋白质棕榈酰化229

20.3 SELENOK依赖性棕榈酰化在调节CD36的稳定和功能中的作用229

20.4 SELENOK依赖性棕榈酰化在调控IP3R功能中的作用230

20.5 SELENOK如何促进蛋白质棕榈酰化？231

20.6 结语232

参考文献232

第21章 硒蛋白M：结构、表达和功能的相关性234

21.1 发现和结构234

21.2 表达235

21.3 神经保护作用236

21.4 Selm基因敲除小鼠的特征237

21.5 参与癌症238

21.6 结语239

参考文献239

第22章 硒蛋白P和硒在哺乳动物中的分布241

22.1 引言241

22.2 硒蛋白P是一种血浆硒转运蛋白242

22.3 脂蛋白受体相关蛋白是参与Sepp摄取的内吞受体243

22.4 Sepp、Lrp2或Lrp8表达修饰的小鼠模型243

22.5 Sepp表达的调控247

22.6 实验概念与临床数据的比较247

22.7 结语249

参考文献249

第23章 硒蛋白T：从发现到运用条件性敲除小鼠的功能研究252

23.1 引言252

23.2 结构、亚细胞定位和活性253

23.3 组织分布和基因表达的调节254

23.4 功能256

23.5 结语260

参考文献260

第24章 甲硫氨酸亚砜还原酶的生化特性及功能262

24.1 引言263

24.2 甲硫氨酸氧化263

24.3 甲硫氨酸亚砜还原酶家族263

24.4 甲硫氨酸亚砜还原酶功能265

参考文献267

第三部分 膳食硒与人体健康271

第25章 硒：膳食来源、人类营养需求和人群中的摄入量271

25.1 引言271

25.2 地理分布和产量272

25.3 膳食来源272

25.4 人类硒需求和消耗模式274

25.5 可利用性、吸收性和新陈代谢275

25.6 硒摄入量和体内硒水平276

25.7 结语277

参考文献278

第26章 硒的人体临床试验281

26.1 引言281

26.2 成功预防与缺硒有关的地方病283

26.3 硒水平生物标志物鉴定的临床试验284

26.4 硒与癌症预防285

26.5 硒与癌症治疗286

26.6 硒与脓毒症287

26.7 硒与甲状腺疾病287

26.8 病毒感染288

26.9 妊娠288

26.10 结语288

参考文献291

第27章 膳食硒状况与癌症预防294

27.1 硒介导抗肿瘤作用的证据294

27.2 硒抗肿瘤作用机制296

27.3 硒蛋白肿瘤发生行为的证据299

27.4 超营养量硒摄入风险300

27.5 结语300

参考文献301

第28章 硒与HIV/AIDS304

28.1 引言304

28.2 硒和免疫力305

28.3 HIV、 ART治疗、氧化应激和硒305

28.4 硒缺乏和HIV的观察性研究306

28.5 补硒与HIV308

28.6 HIV阳性患者补硒临床试验（包括含硒的试验配方）309

28.7 结语310

参考文献310

第29章 硒蛋白的基因变异表明其为癌症病因相关编码蛋白313

29.1 引言313

29.2 对遗传多态性类型的考虑314

29.3 谷胱甘肽过氧化物酶1 （GPX 1）315

29.4 15 kDa硒蛋白（SELENOF）316

29.5 谷胱甘肽过氧化物酶4 （GPX4 ）316

29.6 硫氧还蛋白还原酶（TXNRD）317

29.7 硒蛋白S （SELENOS）317

29.8 硒蛋白P （SELENOP）及其对其他硒蛋白的影响317

29.9 结语318

参考文献319

第30章 适量硒对健康妊娠重要吗？321

30.1 引言321

30.2 先兆子痫321

30.3 流产323

30.4 早产324

30.5 自身免疫性甲状腺疾病325

30.6 胰岛素抵抗327

30.7 结语327

参考文献328

第31章 硒与人类健康的流行病学331

31.1 引言331

31.2 癌症332

31.3 心血管疾病335

31.4 糖尿病336

31.5 甲状腺疾病336

31.6 神经系统疾病336

31.7 结语338

参考文献338

第32章 硒代谢和生物学效应的性别二态性341

32.1 不同性别动物的硒代谢341

32.2 硒蛋白表达的性别特异性调节343

32.3 临床研究发现的性别二态性344

32.4 硒补充在不同性别中的风险和益处347

32.5 结语348

参考文献349

第33章 硒与内分泌组织351

33.1 引言351

33.2 下丘脑-垂体反馈轴、硒及能量代谢的激素调节352

33.3 甲状腺中的硒与甲状腺激素的合成、代谢和作用353

33.4 硒、骨和钙调节激素356

33.5 硒对肾和肾上腺激素、高血压和类固醇生物合成的影响356

33.6 硒、葡萄糖调节激素和糖尿病357

33.7 结语358

参考文献358

第34章 硒对汞和砷的拮抗作用：从化学到人口健康和人口统计学362

34.1 引言363

34.2 硒与砷和汞之间的氧化关系363

34.3 硒与砷和汞之间的炎症反应363

34.4 硒-汞相互作用的临床结果：心血管疾病364

34.5 汞-硒相互作用的临床结果：神经毒性和神经退行性疾病364

34.6 汞-硒相互作用的临床结果：糖尿病和肥胖症365

34.7 砷-硒相互作用的临床结果：癌症365

34.8 砷-硒相互作用的临床结果：心血管疾病366

34.9 硒-汞相互作用和俄罗斯居民健康与人口统计学366

34.10 结语368

参考文献368

第35章 生物样品中硒的种类和硒的形态371

35.1 引言371

35.2 感兴趣的硒形态372

35.3 硒代氨基酸的形态：SeMet和Sec的测定374

35.4 蛋白结合型硒的形态和硒蛋白质组学374

35.5 硒代代谢物的形态分析377

35.6 硒的固体形态（X射线吸收光谱法）378

35.7 结语379

参考文献380

第四部分 硒蛋白与人体健康385

第36章 神经系统中的硒蛋白：神经发育、生物功能及退行性病变385

36.1 脑中硒利用效率的降低会损害脑功能385

36.2 硒蛋白转基因小鼠和硒蛋白缺陷小鼠模型的神经病理特征387

36.3 人类硒蛋白表达障碍综合征391

36.4 结语393

参考文献394

第37章 硒蛋白和不同抗氧化系统在各种癌症中的相互作用396

37.1 引言396

37.2 ROS在癌症发生发展中的作用397

37.3 硒蛋白在正常和恶性肺组织及肝组织中的作用398

37.4 结肠癌中TXNRD 1和SEP15之间的相互作用400

37.5 新型有机硒通过调控TrxR的活性发挥抗肿瘤作用401

37.6 结语401

参考文献402

第38章 谷胱甘肽过氧化物酶2——具有预防和促进肿瘤双重特性的硒蛋白404

38.1 引言404

38.2 结构和底物专一性405

38.3 定位405

38.4 转录调节406

38.5 肿瘤发展中GPx2的功能408

38.6 结语411

参考文献412

第39章 硒蛋白在心血管氧化还原病理过程中的作用414

39.1 引言414

39.2 硒蛋白在调节血管舒张中的作用415

39.3 硒蛋白在炎症和动脉粥样硬化中的作用416

39.4 硒蛋白在血管重构和血管生成中的作用417

39.5 硒蛋白在中风和血栓形成中的作用418

39.6 心血管发育和硒蛋白419

39.7 心脏保护和硒蛋白419

39.8 结语421

参考文献422

第40章 硒对肌肉生理的作用知多少？424

40.1 引言424

40.2 肌肉中硒的来源及形式425

40.3 家畜中与硒缺乏相关的肌肉功能障碍426

40.4 人与硒缺乏相关的肌肉功能障碍426

40.5 硒蛋白和先天性肌紊乱427

40.6 SELENON相关肌病的病理生理学：转化研究和治疗意义428

40.7 SELENON表达、系统发生学和功能预测429

参考文献431

第41章 脱碘酶对甲状腺激素的组织特异性调节434

41.1 引言434

41.2 脱碘酶是含硫氧还蛋白折叠的跨膜硒蛋白——由类似过氧化物还原酶的机制再生435

41.3 SECISBP2变异导致脱碘反应和甲状腺激素改变436

41.4 DIO2和DIO3控制局部甲状腺激素浓度是甲状腺激素组织特异性调节的关键437

41.5 DIO2和DIO3在骨骼肌损伤后再生中的重要作用439

41.6 结语441

参考文献441

第42章 硒蛋白在炎性反应中的作用443

42.1 炎症概述及抗炎解决方案443

42.2 Se调节巨噬细胞中的花生四烯酸代谢445

42.3 蠕虫感染性胃肠道炎症解决方案446

42.4 白血病中巨噬细胞对于炎症调节的作用448

42.5 Se和硒蛋白在维持红细胞生成中氧化还原态的作用449

42.6 结论450

参考文献451

第43章 谷胱甘肽过氧化物酶4与铁死亡453

43.1 概述453

43.2 GPX4介导的非凋亡途径454

43.3 体内铁死亡458

43.4 结语460

参考文献460

第44章 阻碍硒蛋白合成的人类基因突变462

44.1 引言462

44.2 人类SECISBP2基因突变463

44.3 TRU-TCA1-1突变468

44.4 SEPSECS突变470

44.5 结语471

参考文献472

第45章 在应激与衰老过程中的硒蛋白表达变化474

45.1 引言475

45.2 衰老、寿命及细胞衰老475

45.3 硒蛋白的合成与调节477

45.4 硒、硒蛋白、氧化应激及衰老之间的相互作用480

45.5 结语482

参考文献483

第五部分 硒和硒蛋白生物医学作用的研究模型487

第46章 硒代半胱氨酸tRNA[Ser]Sec小鼠模型————用于阐明硒蛋白在健康和发育中的作用487

46.1 引言487

46.2 转移RNA [Ser] Sec小鼠模型以阐明硒蛋白功能488

46.3 结语493

参考文献494

第47章 针对各种硒蛋白的小鼠模型496

47.1 引言496

47.2 小鼠突变干扰总体硒蛋白合成的研究497

47.3 谷胱甘肽过氧化物酶498

47.4 硫氧还蛋白还原酶500

47.5 脱碘酶501

47.6 其他硒蛋白501

47.7 结语503

参考文献503

第48章 裸鼹鼠和硒507

48.1 引言507

48.2 模型生物的特点508

48.3 基因组和转录组510

48.4 离子组学和硒蛋白510

48.5 谷胱甘肽过氧化物酶1的缺陷511

48.6 结语511

参考文献512

第49章 谷胱甘肽过氧化物酶1：糖尿病与肥胖的模型513

49.1 引言513

49.2 Gpxl转基因小鼠模型514

49.3 Gpxl敲除模型515

49.4 人类健康与GPX1相关的代谢紊乱之间的关系517

49.5 结语517

参考文献518

第50章 牲畜和其他家畜中的硒520

50.1 引言520

50.2 硒在家禽营养中的作用521

50.3 硒在猪营养中的作用522

50.4 硒在反刍动物营养中的作用524

50.5 硒在其他动物营养中的作用525

50.6 动物营养中有机硒的概念525

50.7 有机硒源：重新评价527

50.8 结语527

参考文献528

各种硒蛋白的新旧英文简写对照表531

索引533