●中國硒研究之回顧
中國在人體硒營養研究方面的歷史貢獻3
一、硒與克山病關繫的研究成果為硒是人體必素的確認奠定了基礎3
二、中國人體地方性硒中毒的研究提供了迄今最詳盡的人體硒中毒的科學資料，使人體硒優選安全攝入量研究成為可能8
三、人體硒需要量和安全攝入量範圍研究成果為各國制訂硒的膳食參考攝入量（DRI）提供最可信的參考依據8
四、結語9
參考文獻10
硒與大骨節病關繫研究及其進展12
一、KBD概況12
二、硒與KBD的內外環境流行病學研究15
三、硒與KBD患者的食物鏈和體內代謝研究16
四、KBD病區糧食T-2毒素含量研究19
五、KBD具有獨特的“地方性”和“波浪型”兩大流行特征19
六、補硒防治KBD的研究工作23
七、結論——硒對KBD的病因學和醫學生物學意義24
參考文獻25
硒的生物效應兩面性及其活性氧自由基機制研究回顧28
一、引言28
二、用電子自旋共振（ESR）證實了硒化合物是活性氧自由基的清除劑29
三、硒與脂質過氧自由基作用的分子機制——硒中心自由基的產生33
四、硒化合物毒性的分子機制——硒催化產生活性氧自由基34
五、一種新型的硒、自由基與生物效應關繫的曲線36
參考文獻37
第一部分硒蛋白生物合成機制
第1章硒代半胱氨酸tRNA[Ser]Sec：從無義抑制子tRNA到硒蛋白生物合成中的經典組分41
1.1引言42
1.2tRNA的一級和二級結構42
1.3Um34是Sec-tRNA[Ser]Sec上最特異性的修飾43
1.4Trsp，Sec-tRNA[Ser]Sec基因44
1.5Trsp的轉錄45
1.6Sec-tRNA[Ser]Sec遺傳密碼子是UGA46
1.7tRNA[Ser]Sec的結晶46
1.8結語46
參考文獻47
第2章硒代半胱氨酸摻入過程的真核機制及其體外重建49
2.1引言49
2.2UGA重編碼50
2.3SECIS50
2.4SECIS結合蛋白251
2.5Sec-特異性延伸因子52
2.6其他因素53
2.7獨特的Sec整合：硒蛋白P54
2.8體外翻譯繫統對Sec整合的影響55
2.9結語56
參考文獻56
第3章核糖體分析探索硒蛋白翻譯58
3.1引言58
3.2核糖體分析揭示基因表達的翻譯調控59
3.3應用核糖體分析來研究硒蛋白的生物合成62
3.4結論：對硒的見解、局限性及未來的方向65
參考文獻67
第4章真核生物硒代半胱氨酸與半胱氨酸的從頭（DeNovo）生物合成途徑69
4.1引言70
4.2Sec生物合成70
4.3體外和體內Cys的從頭（DeNovo）合成和Cys/Sec替代合成72
4.4結語73
參考文獻74
第5章原核生物硒蛋白的生物合成與功能75
5.1引言75
5.2硒代半胱氨酸76
5.3細菌硒蛋白的合成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結語82
參考文獻82
第6章硒與人類進化85
6.1引言85
6.2膳食與自然選擇86
6.3硒的世界分布87
6.4人類硒相關基因的遺傳變異87
6.5人類對不同膳食硒水平的適應88
6.6中國缺硒地區的基因適應現像90
6.7對硒缺乏產生適應的重要基因90
6.8結語92
參考文獻93
第7章硒代半胱氨酸在蛋白質中的化學性質95
7.1硒代半胱氨酸在化學蛋白合成中的研究進展95
7.2硒代半胱氨酸在氧化蛋白折疊中的研究進展98
7.3SEP15和SELM在體內蛋白質中的折疊100
7.4結語102
參考文獻102
第8章硒磷酸合成酶的進化105
8.1引言106
8.2原核生物中SPS支持多種硒利用途徑107
8.3真核生物中的SPS110
8.4結語114
參考文獻114
第9章硒代半胱氨酸合成酶的結構和催化機制116
9.1引言116
9.2細菌中SelA蛋白的結構118
9.3真核生物中SepSecS的結構120
9.4硒代半胱氨酸合成酶多變的活性位點及保守的催化機制121
9.5未來展望123
參考文獻124
第10章硒代半胱氨酸裂解酶的作用機制、結構和生物學功能126
10.1哺乳動素的代謝126
10.2哺乳動物和細菌中SCLY的鋻定127
10.3不同生物體中的同源基因128
10.4與NifS型半胱氨酸脫硫酶的同源性129
10.5三維結構及開-關構像變化129
10.6催化機制130
10.7硒和硫的區分132
10.8生物學功能132
參考文獻133
第二部分硒蛋白的分布及功能
第11章真核生物硒蛋白質組137
11.1引言137
11.2識別硒蛋白的計算工具138
11.3哺乳動物硒蛋白138
11.4其他真核生物硒蛋白142
11.5硒蛋白的功能143
11.6硒蛋白質組143
11.7硒蛋白質組分析在生物學中的應用145
11.8離子組分析145
11.9國內真核生物硒蛋白識別的*新進展146
11.10結語146
參考文獻147
第12章原核生物硒蛋白與硒蛋白質組149
12.1引言149
12.2原核生物硒蛋白的計算識別150
12.3原核生物硒蛋白家族151
12.4原核生物硒蛋白質組的比較基因組學研究154
12.5結語155
參考文獻156
第13章硒蛋白的功能基因組學和硒反應通路158
13.1引言158
13.2硒代謝和運輸164
13.3SNP對Sec摻入機制的影響165
13.4遺傳變異體影響氧化還原活性硒蛋白166
13.5內質網硒蛋白的遺傳學167
13.6展望168
參考文獻169
第14章硒在各種動物中對硒蛋白和非硒蛋白轉錄組表達調控的影響172
14.1引言172
14.2硒調控硒蛋白轉錄物的動物模型173
14.3硒對常規硒生物標志物的調控173
14.4硒對大鼠硒蛋白轉錄物的調控174
14.5硒調控小鼠的硒蛋白轉錄物174
14.6硒調控火雞的硒蛋白轉錄物175
14.7硒調控雛雞的硒蛋白轉錄物176
14.8硒調控秀麗隱杆線蟲的硒蛋白轉錄物177
14.9總體硒蛋白的轉錄物調控177
14.10硒調控囓齒類動物非硒蛋白轉錄物178
14.11硒調控線蟲非硒蛋白轉錄物179
14.12硒調控禽類非硒蛋白轉錄物179
14.13分子生物標志物組180
參考文獻180
第15章硒蛋白77Se核磁共振研究182
15.1生物大分子的NMR波譜182
15.2硒的NMR性質183
15.3用於NMR研究的蛋白質的77Se富集184
15.4通過核磁共振譜鋻定化學物質185
15.5二硒鍵的連接186
15.6硒蛋白和硒肽中SecpKa的測定187
15.7Sec的構像偏好和動力學187
15.877SeNMR對局部化學環境的敏感性187
15.9數據解釋188
15.10結語189
參考文獻189
第16章硫氧還蛋白還原酶1——抗癌藥物靶點191
16.1引言191
16.2硫氧還蛋白繫統在癌癥中的多重作用192
16.3硫氧還蛋白還原酶與Nrf2之間的相互作用192
16.4靶向抑制硫氧還蛋白還原酶對癌癥的影響及其作為新型抗癌療法的潛力192
16.5TrxR1靶向藥物在抗癌治療中的潛在有益效果193
16.6TrxR1靶向藥物潛在的癌癥促發作用195
16.7結語196
參考文獻197
第17章谷胱甘肽過氧化物酶的基礎知識與新進展200
17.1引言200
17.2谷胱甘肽過氧化物酶反應201
17.3谷胱甘肽過氧化物酶家族內的多樣性203
17.4結語206
參考文獻207
第18章谷胱甘肽過氧化物酶4210
18.1引言210
18.2基因結構211
18.3蛋白質結構211
18.4酶活性211
18.5動力學212
18.6催化機制212
18.7GPx4的功能213
18.8遺傳疾病與基因多態性213
18.9雄性生育能力214
18.10炎癥214
18.11細胞死亡和存活215
18.12代謝疾病216
18.13病毒性疾病216
18.14總結與展望217
參考文獻217
第19章15kDa硒蛋白：調節和功能220
19.1引言220
19.2SEP15蛋白的結構和功能220
19.3SEP15的生物功能222
19.4人SEP15多態性和癌癥224
19.5結語225
參考文獻225
第20章硒蛋白K和蛋白質棕櫚酰化調節免疫細胞功能227
20.1引言227
20.2蛋白質棕櫚酰化229
20.3SELENOK依賴性棕櫚酰化在調節CD36的穩定和功能中的作用229
20.4SELENOK依賴性棕櫚酰化在調控IP3R功能中的作用230
20.5SELENOK如何促進蛋白質棕櫚酰化？231
20.6結語232
參考文獻232
第21章硒蛋白M：結構、表達和功能的相關性234
21.1發現和結構234
21.2表達235
21.3神經保護作用236
21.4Selm基因敲除小鼠的特征237
21.5參與*癥238
21.6結語239
參考文獻239
第22章硒蛋白P和硒在哺乳動物中的分布241
22.1引言241
22.2硒蛋白P是一種血漿硒轉運蛋白242
22.3脂蛋白受體相關蛋白是參與Sepp攝取的內吞受體243
22.4Sepp、Lrp2或Lrp8表達修飾的小鼠模型243
22.5Sepp表達的調控247
22.6實驗概念與臨床數據的比較247
22.7結語249
參考文獻249
第23章硒蛋白T：從發現到運用條件性敲除小鼠的功能研究252
23.1引言252
23.2結構、亞細胞定位和活性253
23.3組織分布和基因表達的調節254
23.4功能256
23.5結語260
參考文獻260
第24章甲硫氨酸亞砜還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甲硫氨酸亞砜還原酶家族263
24.4甲硫氨酸亞砜還原酶功能265
參考文獻267
第三部分膳食硒與人體健康
第25章硒：膳食來源、人類營養需求和人群中的攝入量271
25.1引言271
25.2地理分布和產量272
25.3膳食來源272
25.4人類硒需求和消耗模式274
25.5可利用性、吸收性和新陳代謝275
25.6硒攝入量和體內硒水平276
25.7結語277
參考文獻278
第26章硒的人體臨床試驗281
26.1引言281
26.2成功預防與缺硒有關的地方病283
26.3硒水平生物標志物鋻定的臨床試驗284
26.4硒與癌癥預防285
26.5硒與癌癥治療286
26.6硒與膿毒癥287
26.7硒與甲狀腺疾病287
26.8病毒感染288
26.9妊娠288
26.10結語288
參考文獻291
第27章膳食硒狀況與*癥預防294
27.1硒介導抗腫瘤作用的證據294
27.2硒抗腫瘤作用機制296
27.3硒蛋白腫瘤發生行為的證據299
27.4超營養量硒攝入風險300
27.5結語300
參考文獻301
第28章硒與HIV/AIDS304
28.1引言304
28.2硒和免疫力305
28.3HIV、ART治療、氧化應激和硒305
28.4硒缺乏和HIV的觀察性研究306
28.5補硒與HIV308
28.6HIV陽性患者補硒臨床試驗（包括含硒的試驗配方）309
28.7結語310
參考文獻310
第29章硒蛋白的基因變異表明其為*癥病因相關編碼蛋白313
29.1引言313
29.2對遺傳多態性類型的考慮314
29.3谷胱甘肽過氧化物酶1（GPX1）315
29.415kDa硒蛋白（SELENOF）316
29.5谷胱甘肽過氧化物酶4（GPX4）316
29.6硫氧還蛋白還原酶（TXNRD）317
29.7硒蛋白S（SELENOS）317
29.8硒蛋白P（SELENOP）及其對其他硒蛋白的影響317
29.9結語318
參考文獻319
第30章適量硒對健康妊娠重要嗎？321
30.1引言321
30.2先兆子痫321
30.3流產323
30.4早產324
30.5自身免疫性甲狀腺疾病325
30.6胰島素抵抗327
30.7結語327
參考文獻328
第31章硒與人類健康的流行病學331
31.1引言331
31.2*癥332
31.3心血管疾病335
31.4糖尿病336
31.5甲狀腺疾病336
31.6神經繫統疾病336
31.7結語338
參考文獻338
第32章硒代謝和生物學效應的性別二態性341
32.1不同性別動物的硒代謝341
32.2硒蛋白表達的性別特異性調節343
32.3臨床研究發現的性別二態性344
32.4硒補充在不同性別中的風險和益處347
32.5結語348
參考文獻349
第33章硒與內分泌組織351
33.1引言351
33.2下丘腦-垂體反饋軸、硒及能量代謝的激素調節352
33.3甲狀腺中的硒與甲狀腺激素的合成、代謝和作用353
33.4硒、骨和鈣調節激素356
33.5硒對腎和腎上腺激素、高血壓和類固醇生物合成的影響356
33.6硒、葡萄糖調節激素和糖尿病357
33.7結語358
參考文獻358
第34章硒對汞和砷的拮抗作用：從化學到人口健康和人口統計學362
34.1引言363
34.2硒與砷和汞之間的氧化關繫363
34.3硒與砷和汞之間的炎癥反應363
34.4硒-汞相互作用的臨床結果：心血管疾病364
34.5汞-硒相互作用的臨床結果：神經毒性和神經退行性疾病364
34.6汞-硒相互作用的臨床結果：糖尿病和肥胖癥365
34.7砷-硒相互作用的臨床結果：*癥365
34.8砷-硒相互作用的臨床結果：心血管疾病366
34.9硒-汞相互作用和俄羅斯居民健康與人口統計學366
34.10結語368
參考文獻368
第35章生物樣品中硒的種類和硒的形態371
35.1引言371
35.2感興趣的硒形態372
35.3硒代氨基酸的形態：SeMet和Sec的測定374
35.4蛋白結合型硒的形態和硒蛋白質組學374
35.5硒代代謝物的形態分析377
35.6硒的固體形態（X射線吸收光譜法）378
35.7結語379
參考文獻380
第四部分硒蛋白與人體健康
第36章神經繫統中的硒蛋白：神經發育、生物功能及退行性病變385
36.1腦中硒利用效率的降低會損害腦功能385
36.2硒蛋白轉基因小鼠和硒蛋白缺陷小鼠模型的神經病理特征387
36.3人類硒蛋白表達障礙綜合征391
36.4結語393
參考文獻394
第37章硒蛋白和不同抗氧化繫統在各種癌癥中的相互作用396
37.1引言396
37.2ROS在*癥發生發展中的作用397
37.3硒蛋白在正常和惡性肺組織及肝組織中的作用398
37.4結腸癌中TXNRD1和SEP15之間的相互作用400
37.5新型有機硒通過調控TrxR的活性發揮抗腫瘤作用401
37.6結語401
參考文獻402
第38章谷胱甘肽過氧化物酶2——具有預防和促進腫瘤雙重特性的硒蛋白404
38.1引言404
38.2結構和底物專一性405
38.3定位405
38.4轉錄調節406
38.5腫瘤發展中GPx2的功能408
38.6結語411
參考文獻412
第39章硒蛋白在心血管氧化還原病理過程中的作用414
39.1引言414
39.2硒蛋白在調節血管舒張中的作用415
39.3硒蛋白在炎癥和動脈粥樣硬化中的作用416
39.4硒蛋白在血管重構和血管生成中的作用417
39.5硒蛋白在中風和血栓形成中的作用418
39.6心血管發育和硒蛋白419
39.7心髒保護和硒蛋白419
39.8結語421
參考文獻422
第40章硒對肌肉生理的作用知多少？424
40.1引言424
40.2肌肉中硒的來源及形式425
40.3家畜中與硒缺乏相關的肌肉功能障礙426
40.4人與硒缺乏相關的肌肉功能障礙426
40.5硒蛋白和先天性肌紊亂427
40.6SELENON相關肌病的病理生理學：轉化研究和治療意義428
40.7SELENON表達、繫統發生學和功能預測429
參考文獻431
第41章脫碘酶對甲狀腺激素的組織特異性調節434
41.1引言434
41.2脫碘酶是含硫氧還蛋白折疊的跨膜硒蛋白——由類似過氧化物還原酶的機制再生435
41.3SECISBP2變異導致脫碘反應和甲狀腺激素改變436
41.4DIO2和DIO3控制局部甲狀腺激素濃度是甲狀腺激素組織特異性調節的關鍵437
41.5DIO2和DIO3在骨骼肌損傷後再生中的重要作用439
41.6結語441
參考文獻441
第42章硒蛋白在炎性反應中的作用443
42.1炎癥概述及抗炎解決方案443
42.2Se調節巨噬細胞中的花生四烯酸代謝445
42.3蠕蟲感染性胃腸道炎癥解決方案446
42.4白血病中巨噬細胞對於炎癥調節的作用448
42.5Se和硒蛋白在維持紅細胞生成中氧化還原態的作用449
42.6結論450
參考文獻451
第43章谷胱甘肽過氧化物酶4與鐵死亡453
43.1概述453
43.2GPX4介導的非凋亡途徑454
43.3體內鐵死亡458
43.4結語460
參考文獻460
第44章阻礙硒蛋白合成的人類基因突變462
44.1引言462
44.2人類SECISBP2基因突變463
44.3TRU-TCA1-1突變468
44.4SEPSECS突變470
44.5結語471
參考文獻472
第45章在應激與衰老過程中的硒蛋白表達變化474
45.1引言475
45.2衰老、壽命及細胞衰老475
45.3硒蛋白的合成與調節477
45.4硒、硒蛋白、氧化應激及衰老之間的相互作用480
45.5結語482
參考文獻483
第五部分硒和硒蛋白生物醫學作用的研究模型
第46章硒代半胱氨酸tRNA[Ser]Sec小鼠模型——用於闡明硒蛋白在健康和發育中的作用487
46.1引言487
46.2轉移RNA[Ser]Sec小鼠模型以闡明硒蛋白功能488
46.3結語493
參考文獻494
第47章針對各種硒蛋白的小鼠模型496
47.1引言496
47.2小鼠突變干擾總體硒蛋白合成的研究497
47.3谷胱甘肽過氧化物酶498
47.4硫氧還蛋白還原酶500
47.5脫碘酶501
47.6其他硒蛋白501
47.7結語503
參考文獻503
第48章裸鼴鼠和硒507
48.1引言507
48.2模型生物的特點508
48.3基因組和轉錄組510
48.4離子組學和硒蛋白510
48.5谷胱甘肽過氧化物酶1的缺陷511
48.6結語511
參考文獻512
第49章谷胱甘肽過氧化物酶1：糖尿病與肥胖的模型513
49.1引言513
49.2Gpx1轉基因小鼠模型514
49.3Gpx1敲除模型515
49.4人類健康與GPX1相關的代謝紊亂之間的關繫517
49.5結語517
參考文獻518
第50章牲畜和其他家畜中的硒520
50.1引言520
50.2硒在家禽營養中的作用521
50.3硒在豬營養中的作用522
50.4硒在反刍動物營養中的作用524
50.5硒在其他動物營養中的作用525
50.6動物營養中有機硒的概念525
50.7有機硒源：重新評價527
50.8結語527
參考文獻528
各種硒蛋白的新舊英文簡寫對照表531
索引533

本書是由硒生物醫學素研究領域的有名專家雷新根教授和王福俤教授主持編譯的專著。本書綜述部分回顧了中國老一輩科學家在硒與人類健康領域中的重要發現和歷史貢獻。正文1～5部分編譯自第四版的英文專著Selenium:ItsMolecularBiologyandRoleinHumanHealth，內容包括硒蛋白的合成機制和體內分布與功能、膳食硒及硒蛋白對人體健康的影響，以及研究硒和硒蛋白功能的生物模型，全面地展現了硒分子生物學和人體健康的近期新研究進展。

(美)多爾夫 L.哈特菲爾德(Dolph L.Hatfield)等 編 雷新根,王福俤 譯