刘成龙，田宗仁，张 克，薛文通

    (1 中国农业大学食品科学与营养工程学院 北京100083 2 中硒健康产业投资集团股份有限公司 湖北恩施445000)

    硒(Se)作为一种人类必需的微量元素，几乎存在于所有生命体中，其具有抗氧化、抗肿瘤，预防心血管疾病，增强机体免疫力，保肝及解毒等生物学功能，对人体健康具有重要意义[1]。硒缺乏可以引起克山病、大骨节病等疾病，这些疾病给我国缺硒地区造成了严重的影响[2-3]。人体中的硒元素必须从体外摄取以满足自身健康需要。硒化物的种类繁多，有无机硒和有机硒2 种形态。硒元素在动、植物体内主要以硒蛋白(selenoprotein)的形式出现。

    硒蛋白是指硒以硒代半胱氨酸(Selenocysteine，Sec)形式通过氨基酸脱水缩合作用结合到肽链上所形成的蛋白质[4]。动物体内的硒元素主要来自于食物，膳食硒蛋白经消化水解为硒代甲硫氨酸和硒代半胱氨酸，并被人体吸收[5]。硒在生物体中主要以硒代半胱氨酸和硒代甲硫氨酸的形式存在。硒蛋白中硒代半胱氨酸大多处在活性位点上，使其具有特异的功能特性[6]。与其它氨基酸不同，直接膳食摄入的硒代半胱氨酸并不能直接应用于硒蛋白的合成，必须经过复杂的合成机制重新合成，才可参与合成硒蛋白，起到对生物体有益的作用[7]。人体内具有重要生理功能的硒蛋白有多种，在神经系统发育，免疫功能调节，疾病的预防与治疗等方面起着重要作用[8]。研究硒蛋白合成代谢及生理功能，有利于对硒元素的合理应用，以改善人体与动物的健康状况，因此长期以来是国内外营养学和医学研究的热点问题。

    1 硒蛋白的合成机制

    硒元素对人体的有益作用主要是通过硒蛋白实现的。通过研究硒蛋白结构证实：硒代半胱氨酸在硒蛋白活性部位普遍存在，对硒蛋白的生理活性具有重要意义。目前在人体中共发现25 种蛋白质[6]。

    硒以硒代半胱氨酸形式插入硒蛋白序列中。编码Sec 的密码子为UGA，被普遍认为是第21 种氨基酸。Sec 与其它20 种氨基酸合成方式不同，具有高度特异的合成途径，具体机制如图1所示[9]：首先，转运硒代半胱氨酸的RNA(tRNA[Ser]Sec)，在丝氨酸-tRNA 合成酶(SERS)作用下与丝氨酸结合发生酰化，形成Ser-tRNA[Ser]Sec；然后，Ser-tRNA[Ser]Sec在激酶(PSTK)作用下磷酸化，形成pSer-tRNA[Ser]Sec；最终，Sec 合成酶(SPS2)催化pSer-tRNA[Ser]Sec与硒供体H2SePO3-生成Sec-tRNA[Ser]Sec ......