l-硒甲基硒代半胱氨酸的化學(xué)合成方法代謝途徑及其生物活性的研究進(jìn)展

1、第 1 1 期 ( 總第 2 9 8 期 )2 0 1 2 年 1 1 月文章編號 ：1 6 7 1 — 9 6 4 6 ( 2 0 1 2 ) 1 1 — 0 1 2 2 — 0 4農(nóng)產(chǎn) 品加工 · 學(xué)刊 Ac a d e mi cPe r i o d i c a lo fF a r m Pr o d u c t sP r o c e s s i n gNo ． 1 1NO V ．L 一 硒 甲基硒代半胱氨酸的化學(xué)合成方法

2、 代謝途徑及其生物活性的研究進(jìn)展 姚 昭 ，張小平 。 ，鄧澤元 ，李紅艷 ( 1 ． 南 昌大學(xué) 食品科學(xué)與技術(shù) 國家重點(diǎn)實(shí)驗室 ，江西 南昌 3 3 0 0 4 7 ； 2 ． 江西川奇藥業(yè)有 限公司 ， 江西 南 昌 3 3 0 0 2 9 )摘 要 ：L - 硒 甲基硒代 半胱氨酸是硒 代半胱氨 酸的 甲基化衍生 物 ，其特殊 的 甲基化結(jié)構(gòu)使其 能在 B 一 裂解 酶的作用 下 ， 直 接分解生成甲基化硒進(jìn)入甲基硒代謝池

3、。 相對于無機(jī)硒及其他有機(jī)硒 ， 其在人體內(nèi)具有毒性低 、生物利用率高 、抗癌活性強(qiáng)等特點(diǎn)。主要介紹了 L 一 硒甲基硒代半胱氨酸的化學(xué)合成方法及其在人體 內(nèi)的代謝途徑和主要生物活性。關(guān)鍵詞 ：L 一 硒 甲基硒代半胱 氨酸 ；化學(xué)合成方法 ；代謝 ；生物活性 中圖分 類號 ：T S 2 0 1 ． 2文獻(xiàn)標(biāo)志碼 ：Ad o i ：1 0 ． 3 9 6 9 ／ j i s s n ． 1 6 7 1 — 9 6 4 6 ( X) ．

4、2 0 1 2 ． 1 1 ． 0 3 3Ad v a n c e si nt h eC h e mi c a lS y n t he s i sMe t h o d s ， Me t a b o l i cP a t h w a y sa n dMa i nB i o a c t i v i t i e so fL — S e — me t h v s e l e n 0 c v s t e i n eYAOZ h a c ， Z

5、 HANG Xi a o - p i n g ~ ， D ENGZ e - y u a n， ’ L IHo n g - y a n( 1 ． S t a t eK e yL a b o r a t o r yo fF o o dS c i e n c ea n dT e c h n o l o g y ，N a n c h a n gU n i v e r s i t y ，N a n c h a n g ，J i a n g x

6、i3 3 0 0 4 7 ，C h i n a ；2 ． C h u a n q iP h a r m a c e u t i c a lC o m p a n y ，N a n c h a n g ，] i a n g x i3 3 0 0 2 9 ，C h i n a )Ab s t r a c t ： L - S e - me t h y s e l e n o c y s t e i n ei st h eme t h y l

7、a t ed e r iv a t i v eo fs e l e n o c y s t e i n ewi t hl o w t o x i c i t ya n dh i g hb i o a v a i l a b i l i t y ．I tc a nb ed e c o m p o s e dt om e t h y l a t i o ns e l e n i u mb yp- l y a s ea n dt h e n

8、g o e st ot h em e t a b o l i cp o o lo fm e t h y l a t i o ns e l e n i u mb e c a u s eo fi t ss p e c i ~ me t h y l a t i o ns t r u c t u r e ．T h a ti sa l s ow h yi t sa n t i t u mo ra c t i v i t yi sh i g h e

9、 rt h a no t h e rs e l e n i u m— c o n t a i n i n gc o mp o u n d s ．T h i sp a p e rr e v i e w St h el a t e s tr e s e a r c ho nt h ec h e mi c ~ s y n t h e s i sme t h o d s ， me t a b o l i s mp a t h wa y si n

10、h u ma na n dt hema i nb i o a c t i v i t i e so fL — S e — me t h y s e l e n 0 c y s t e i n e ．Ke yw o r d s ： L — S e — me t h y s e l e n o c y s t e i n e ；c h e mi c a l s y n t h e s i sme t h o d s ；me t a b o

11、 l i s m；b i o a c t i v i t i e s調(diào)查表 明，在世界 范圍內(nèi)的各種細(xì)菌性食 物中 毒病例 中，由沙門氏菌引起的食物 中毒屢居首位 _ l l 。目前 已發(fā)現(xiàn)約 25 0 0種血清型[ 2 1 ，由于其分布廣泛 已成為世界范 圍內(nèi)難以控制 的細(xì)菌之一 。傷寒沙 門氏 菌 、腸炎沙 門氏菌等對人或動物均有致病性 ，對外 界環(huán)境有一定 的抵抗力 ，如在水 、牛奶 、肉類和蛋 制品 中可存活數(shù)周至數(shù)月 。誤食被

12、沙 門氏菌污染的 食物 ，常引起人的食物 中毒 ，輕則 引起人腹瀉 、發(fā) 熱 、痙攣 、嘔吐 、頭痛等癥狀 ，重則 導(dǎo)致嚴(yán)重腸 出血 、腸穿孔 ，甚至敗血癥【 1 司 。雞蛋 因其營養(yǎng)豐富 ，不僅受到人類 的親睞也適 于微生物的生長 ，且極易 受到沙門氏菌的污染 。未經(jīng)清洗而直接上市的雞蛋 ，蛋殼表面常含有大量的細(xì)菌 ，雞蛋之間相互接觸極 易造成蛋殼表 面的交叉污染 ，以及與蛋殼接觸 的其 它物體的污染 。在 國外 ，對雞蛋進(jìn)行 清洗消

13、毒 已經(jīng) 實(shí)現(xiàn)了機(jī)械 自 動化 ，通常分為 5 個步驟 ：初步分揀 ，清洗 、 消毒 ，干燥 、涂膜，二次檢測 ，分級、包裝 。一 些發(fā)達(dá) 國家 ，如美 國和加拿大等 ，提倡洗蛋來降 低雞蛋表面的細(xì)菌 總量 ，而我國市場上所銷售 的雞 蛋大部分是未經(jīng)清洗 和滅菌處理的鮮蛋 ，這對公 眾健康構(gòu)成了潛在的威脅。L 一 硒 甲基硒代半胱氨酸是一種新 型食品營養(yǎng)強(qiáng) 化劑 ，1 9 6 0年被美國科學(xué)家首 次發(fā)現(xiàn) ，2 0 0 2 年被美 國 F

14、 D A認(rèn)定為最新一代硒源類飲食補(bǔ)充劑 。L 一硒甲基硒代 半胱氨酸與其他有機(jī)硒相 比，具有化學(xué)結(jié)構(gòu) 明確 、含量穩(wěn)定等優(yōu)點(diǎn) 。通過動物和細(xì)胞模型實(shí)驗 ，國內(nèi)外大量研究證實(shí) L 一 硒 甲基硒代半胱氨酸是最有 效的抗癌含硒化合物l l 0 1 。本文將從化學(xué)合成 、 代謝 以及生物活性等方面對 L 一 硒 甲基硒代半胱氨酸的研究 進(jìn)展進(jìn)行綜述 。1L 一硒 甲基硒代半胱氨酸的化學(xué)合成方法 天然 L 一 硒甲基硒代半胱氨酸主要來源于富硒的

15、 大蒜 、洋蔥等植物 。利用微生物 、植物 、動物轉(zhuǎn)化 收稿 日期：2 0 1 2 — 0 8 — 2 0作者簡 介：姚 昭 ( 1 9 8 9 一 ) ，女 ，江西人 ，在讀碩士 ，研究方向 ：功能與保健食 品。為通訊作者 ： 李紅艷 ( 1 9 8 6 一 ) ， 女 ， 講師 ，博士 ，研究方向 ：天然產(chǎn)物開發(fā)與人體健康。E — m a i l ：l i h o n g y a n 6 1 @ g m a i l ． e o m

16、。農(nóng)產(chǎn) 品加工 · 學(xué)刊 2 0 1 2 年第 1 l 期 途徑 。由于它特殊的 甲基化結(jié)構(gòu) ，使得硒 甲基硒代 半胱 氨酸在植 入蛋 白質(zhì)之前進(jìn) 入 甲基化硒代謝 池 ，進(jìn)而轉(zhuǎn)化為 C HS e C H，( C H ， ) 。 S e，直接生成 甲基硒 醇 ，當(dāng)它們在體內(nèi)含量過多時 ， C HS e C H和( C H)S e +分別隨著呼吸和尿液或糞便排出體外 ?，F(xiàn)有研究 已經(jīng)證實(shí)任何能直接持續(xù)提供 甲基硒 的化合物 比

17、無機(jī) 硒和硒代蛋氨酸在抑制腫瘤細(xì)胞生長方面具有更高 的活性㈣， 這也是它在抗腫瘤方面具有遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于其他 含硒化合物的活性的關(guān)鍵所在[ 2 4 1 。3 硒 甲基硒代半胱氨酸的生物活性 3 ． 1 抗 氧化 L 一 硒 甲基硒代半胱氨酸有 2 種不同的抗氧化機(jī) 制 ：①它 自身可 以作為 自由基清除劑 。硒可阻止脂 類過氧化物與游離基根相結(jié)合 ，阻止游離基對 細(xì)胞 膜 和去氧核糖酸 ( D N A )等大分子的損害。進(jìn)而 防 止 自由基和脂

18、質(zhì)過氧化物對機(jī)體 的損傷 ，延緩機(jī)體 衰老的發(fā)生 ；②L 一 硒 甲基硒代半胱氨酸可以參與抗 氧化酶的形成 ，發(fā)揮抗氧化的間接作用。L 一 硒 甲基 硒代半胱氨酸以提供硒元素的形式在體 內(nèi)作為多種 抗氧化酶的活性 中心 ，抗 氧化酶催化氧化還原反應(yīng) 能夠減輕 R O S 系統(tǒng)給機(jī)體帶來 的氧化損傷 ，目前 已經(jīng)確認(rèn)在體 內(nèi)具有抗氧化活性的含硒酶 主要有谷胱 氨肽 過 氧化 物 酶 ( G S H — P x ) 、硫 氧 還蛋 白還原

19、酶 ( T n ( R ) 、 硒蛋 白 R ( S e l R )閉 。3 ． 1 ． 1 谷胱 氨 肽過氧 化物 酶 谷胱氨肽過氧化物酶是機(jī)體抗氧化防御體 系中重要 的酶之一 ，能清除 H 2 0防止細(xì)胞脂質(zhì)過氧化保 護(hù) 細(xì)胞 膜結(jié)構(gòu) 的完整性 ，通 過與 超氧化 物歧 化酶 ( S O D ) 、過氧化氫酶 ( C A T )等一起共同構(gòu)成機(jī)體的 抗氧化體系 ，達(dá)到清除機(jī)體 內(nèi)的活性氧 ，減輕和阻 止活性氧的過氧化作用 。谷 胱氨

20、肽過氧化物系主要 有 4種 同工酶。①經(jīng)典的細(xì)胞 內(nèi)谷胱甘肽過氧化物 酶 ( (P x )主要分布在組織的胞漿和紅細(xì)胞 ，能催化 還原 H0和有機(jī)氫過氧化合物 。②磷脂氫 G P X主要 分布于胞漿內(nèi)，部分可以與細(xì)胞膜結(jié)合 。它除了還原 H0外 ，還 能還原磷脂氫過氧化物 。③血漿 G P X，既能還原磷脂氫過氧化物 ，又能還原 H 2 0。④ 胃腸 道 G P X ，高表達(dá)于 胃腸道黏膜上皮細(xì)胞 ，能有效地 新 陳代謝細(xì)胞 內(nèi)的 H

21、 ： 0，特別是細(xì)胞 內(nèi)或 細(xì)胞器 的 C A T含量很低或缺乏時 ， 效果更顯著 。3 ． 1 ． 2 硫 氧還 蛋 白還 原 酶 硫氧還蛋 白還原酶是結(jié)構(gòu)為二聚體的酶 ，其 中每個單體都 由一個調(diào)節(jié)氧化還原 活性 的二硫化物和 黃索腺嘌呤二核苷酸組成 ，在抗氧化 防御和氧化還 原調(diào)節(jié) 中發(fā)揮著重要的作用。它可 以在還原型輔酶 Ⅱ的參與下調(diào)節(jié)多種底物的還 原反應(yīng) 。它調(diào)節(jié)氧化 還原反應(yīng)時，c 一端活性位點(diǎn)處于還原狀態(tài) ，可 以將 電子

22、轉(zhuǎn)移給底物或配體 。硫 氧還蛋 白還原酶不僅能 催化硫氧還蛋 白的還原反應(yīng) ，還可 以催化其 他一些 內(nèi)源和外源性成分 的還原反應(yīng) ，同時也能夠獨(dú)立還 原某些含二硫鍵的小分子底物1 2 7 ／ 。3 ． 1 ． 3 硒 蛋 白 R 硒蛋 白 R ( s e r e)是一種具有特異性酶功能的氧 化還原活性硒蛋 白，可以修復(fù)氧化損傷的蛋 白。在 體 內(nèi)蛋氨酸亞砜是 R與 s的異構(gòu)體 ( 蛋氨酸 一 R 一 亞 砜與蛋氨酸 一 s 一 亞砜)

23、混合物 。S e l R能夠特異性地 還原 R 一 異構(gòu)體 ，而 s 殘基決定著其催化活性 。3 ． 2 提高免疫力 在維 持機(jī)體 內(nèi)中性粒 細(xì)胞 、巨噬細(xì) 胞 、N K細(xì) 胞 、T淋巴細(xì)胞和一些其他免疫機(jī)制的正常功能當(dāng)中，硒起到了必不可少的作用。體內(nèi)硒元素缺乏時會引起 免疫系統(tǒng)的一系列改變 ，例如增加血小板的聚集導(dǎo)致 動脈粥樣硬化的風(fēng)險增大，進(jìn)而加速 白三烯的生物合 成導(dǎo)致過敏反應(yīng)的發(fā)生、降低中性粒細(xì)胞的抗菌活性 、減少抗體的形成等一

24、系列免疫功能衰退[ 2 9 1 。3 - 3 抗腫瘤 國內(nèi)外大量研究 己表明 ，硒對一系列癌癥有確 切的抵抗作用 ，包括大腸癌 、消化道腫瘤 、呼吸道 腫瘤 、皮膚癌 、肺癌 、結(jié)腸 癌 、前列腺癌 、 胃癌 、肝癌 、乳腺癌 、卵巢癌等 。而生成 甲基硒是發(fā)揮抗 癌作用 的關(guān)鍵所在 ，硒 甲基硒代 半胱氨酸在 B 一裂 解酶 的作 用下能直接分解為 甲基硒 ，為機(jī)體提供源 源不斷的甲基化硒化合物 ，實(shí)驗證 明在抗癌功 能強(qiáng) 弱方面 ，

25、從強(qiáng)到弱依次為硒 甲基硒代半胱氨酸 ，亞 硒酸鹽和硒代蛋氨酸[ 3 0 - 3 3 1 。含硒化合物具有抗癌活性 的機(jī)制主要涉及硒化合物細(xì)胞毒作用 、 誘導(dǎo) 細(xì)胞的 調(diào)亡 、調(diào)節(jié)轉(zhuǎn) 錄因子 、改變某些致癌 物代謝過程 、促進(jìn) D N A損傷修復(fù)促進(jìn) D N A損傷修復(fù) 、調(diào)節(jié) 谷胱 甘肽過氧化物酶活性 、抑制新生血管 的生成 、影響 癌基因與抗癌基 因的表達(dá) 、硒化合物還是腫瘤耐藥 性的逆轉(zhuǎn)劑 、調(diào)節(jié) D N A甲基化水平 、阻斷癌細(xì)胞

26、分 裂增殖的信息傳遞等方面㈣。3 ． 4 維護(hù)生殖健康 硒是生殖必需 的微量元素之一 ，在睪酮合成和 維持精子正常功能的必需元素[ 3 5 1 ，睪丸組織中含有高 濃度的硒 ，主要以 G P X的形式存在。大量的研究證 明缺硒會導(dǎo)致一系列 的生殖疾病和分娩并發(fā)癥 ，包 括男女的不孕癥 、流產(chǎn) 、孕期高血壓 、胎兒早期發(fā) 育受限、胎兒早產(chǎn)等 。3 ． 5 預(yù)防心血管疾病 硒可以通過減少活性氧 ( R O S )系統(tǒng)對機(jī)體的氧 化損傷從而保