本书是由硒生物医学及微量元素研究领域的著名专家雷新根教授和王福俤教授主持编译的**专著。本书综述部分回顾了中国老一辈科学家在硒与人类健康领域中的重要发现和历史贡献。正文1～5部分编译自**版（第四版）的英文专著Selenium:ItsMolecularBiologyandRoleinHumanHealth，内容包括硒蛋白的合成机制和体内分布与功能、膳食硒及硒蛋白对人体健康的影响，以及研究硒和硒蛋白功能的生物模型，全面地展现了硒分子生物学和人体健康的**研究进展。
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目录
中国硒研究之回顾
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
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UGA 46
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 SECIS 50
2.4 SECIS 结合蛋白2 51
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P 54
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SPS 110
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
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77Se 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4 210
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
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/AIDS 304
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HIV 308
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（GPX1） 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
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TXNRD1 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
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 Gpx1 转基因小鼠模型 514
49.3 Gpx1 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
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