方蛟 儲(chǔ)順禮 孫悅 馬化宇 馬遙 張賜童
【摘要】 谷胱甘肽過(guò)氧化物酶活性的含硒模擬酶試劑(2-SeCD)是一種新型的生物模擬酶,它可以消除機(jī)體內(nèi)的過(guò)氧化氫及脂質(zhì)過(guò)氧化物, 阻斷活性氧自由基對(duì)機(jī)體的進(jìn)一步損傷, 是生物體內(nèi)重要的活性氧自由基清除劑。它可防止細(xì)胞膜和其它生物組織免受過(guò)氧化損傷,并且具有一定的抗炎作用。
【關(guān)鍵詞】 谷胱甘肽;過(guò)氧化物酶活性;含硒模擬酶試劑(2-SeCD);自由基
【中圖分類號(hào)】R-3 【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】A 【文章編號(hào)】1004-4949(2013)06-303-02
自由基對(duì)人體的危害:一是使細(xì)胞膜被破壞,自由基對(duì)人體的攻擊首先是從細(xì)胞膜開始的。細(xì)胞膜極富彈性和柔韌性,這是由它松散的化學(xué)結(jié)構(gòu)決定的,正因?yàn)槿绱耍碾娮雍苋菀讈G失,因此細(xì)胞膜極易遭受自由基的攻擊。更為嚴(yán)重的是自由基對(duì)基因的攻擊,可以使基因的分子結(jié)構(gòu)被破壞,導(dǎo)致基因突變,從而引起整個(gè)生命發(fā)生系統(tǒng)性的混亂;二是使血清抗蛋白酶失去活性,大量資料已經(jīng)證明,炎癥、腫瘤、衰老、血液病以及心、肝、肺、皮膚等各方面疑難疾病的發(fā)生機(jī)理與體內(nèi)自由基產(chǎn)生過(guò)多或清除自由基能力下降有著密切的關(guān)系。自由基是人類健康最隱蔽,最具攻擊力的敵人。三是損傷基因?qū)е录?xì)胞變異的出現(xiàn)和蓄積。最新研究表明,吸煙中自由基的危害要遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于煙堿(尼古?。?。吸煙產(chǎn)生的自由基,有的是可以被過(guò)濾嘴清除的,但還有很多種自由基不能被傳統(tǒng)的過(guò)濾方法清除掉,必須采取更科學(xué)的手段來(lái)對(duì)其進(jìn)行清除和降低。自由基的存活時(shí)間僅僅為10秒,但吸人人體后,就會(huì)直接或間接損傷細(xì)胞膜或直接與基因結(jié)合導(dǎo)致細(xì)胞膜轉(zhuǎn)化等,從而引起肺氣腫、肺癌、肺間質(zhì)纖維化等一系列與吸煙有關(guān)的疾病。
氧自由基對(duì)蛋白質(zhì)的氧化損傷是自由基生物學(xué)及自由基醫(yī)學(xué)的前沿研究領(lǐng)域 。在這一領(lǐng)域深入研究不僅有助于認(rèn)識(shí)許多疾病的發(fā)生發(fā)展過(guò)程, 同時(shí), 對(duì)于抗氧化研究具有理論指導(dǎo)意義。生物體內(nèi)的氧化代謝會(huì)產(chǎn)生少量的自由基, 體內(nèi)的抗氧化系統(tǒng)能及時(shí)清除以維持自由基的代謝平衡。但是在一些損傷因素的作用下可誘導(dǎo)體內(nèi)大量自由基的堆積, 細(xì)胞中抗氧化保護(hù)機(jī)制不足時(shí), 使活性氧產(chǎn)生堆積并對(duì)細(xì)胞產(chǎn)生毒性, 從而產(chǎn)生氧化和抗氧化的不平衡狀態(tài), 這種狀態(tài)稱為氧化應(yīng)激。谷胱甘肽過(guò)氧化物酶(GPX) 是生物機(jī)體內(nèi)重要的抗氧化酶之一,它可以消除機(jī)體內(nèi)的過(guò)氧化氫及脂質(zhì)過(guò)氧化物, 阻斷活性氧自由基對(duì)機(jī)體的進(jìn)一步損傷, 是生物體內(nèi)重要的活性氧自由基清除劑。谷胱甘肽過(guò)氧化物酶(GPX) 是生物機(jī)體內(nèi)重要的抗氧化酶之一, 它可以消除機(jī)體內(nèi)的過(guò)氧化氫及脂質(zhì)過(guò)氧化物, 阻斷活性氧自由基對(duì)機(jī)體的進(jìn)一步損傷, 是生物體內(nèi)重要的活性氧自由基清除劑, 它以硒代半胱氨酸(Sec) 的形式發(fā)揮作用, 以谷胱甘肽(GSH) 為還原劑分解體內(nèi)的脂質(zhì)過(guò)氧化物, 因而可防止細(xì)胞膜和其它生物組織免受過(guò)氧化損傷。它與體內(nèi)的超氧化物歧化酶(SOD) 和過(guò)氧化氫酶(CAT) 一起構(gòu)成了機(jī)體的抗氧化防御體系。
谷胱甘肽過(guò)氧化物酶(GPX,EC 1. 11. 1. 9)是機(jī)體抗氧化酶系的重要成員,是由 Mills發(fā)現(xiàn)的哺乳動(dòng)物體內(nèi)首個(gè)含硒酶,它可以清除脂類氫過(guò)氧化物(ROOH),并且 GPX 與腦出血、腫瘤、白內(nèi)障、克山病和衰老等多種疾病的發(fā)生、發(fā)展密切相關(guān).因此,GPX 作為抗氧化藥物有廣闊的應(yīng)用前景.但由于天然的 GPX 來(lái)源有限、難于用基因工程表達(dá)、穩(wěn)定性差、分子量大等缺點(diǎn)嚴(yán)重限制了其藥用價(jià)值,因此人們主要研究對(duì) GPX 的人工模擬。
2-SeCD具有以下的優(yōu)點(diǎn):1)分子量2400Da;2)酶活力是世界上著名PZ51模擬物的8倍多;3)屬于有機(jī)硒化合物;4)在120℃滅菌條件下,酶活力能夠保持在90%以上;5)1克2-SeCD可完全溶于3毫升水;6)β-CD與硒是化學(xué)共價(jià)鍵結(jié)合;7)1克2-SeCD含硒量高達(dá)33毫克;8)經(jīng)過(guò)大量研究,最終選定無(wú)毒β-環(huán)糊精來(lái)模擬谷胱甘肽過(guò)氧化物酶;動(dòng)物實(shí)驗(yàn)表明:急毒LD50為8克/公斤動(dòng)物,常毒LD50為6克/公斤動(dòng)物;對(duì)心肌細(xì)胞產(chǎn)生細(xì)胞毒性的濃度為0.8mM,而PZ51為0.1mM;9)分子結(jié)構(gòu)清楚,作用機(jī)理明確。
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