硒的化学、生物化学及其在生命科学中的应用PDF电子书下载

第1章 硒的无机化学 1

1.1 硫族元素性质概述 1

1.2 硒的存在与提取 1

1.2.1 硒的发现与存在 1

1.2.2 硒的提取 2

1.2.3 高纯硒的制取 2

1.2.4 硒的用途 3

1.3 单质硒的性质 3

1.3.1 硒的物理性质 3

1.3.2 硒的化学性质 4

1.4 硒的化合物 6

1.4.1 硒的氢化物 6

1.4.2 硒的氧化物 8

1.5 硒化镉和硒化镉／硫化锌核-壳量子点 16

1.5.1 量子点的制备 17

1.5.2 量子点诊断试剂的制备 18

1.5.3 前景与展望 18

第2章 硒的有机化学 21

2.1 有机化合物中引进硒原子的常用试剂及方法 21

2.1.1 单质硒 21

2.1.2 硒化氢 22

2.1.3 碱金属硒化物 23

2.1.4 常用的亲核硒试剂 24

2.1.5 简单的有机硒中间体 24

2.2 硒醇及其衍生物 25

2.2.1 硒醇 25

2.2.2 二硒化物 27

2.2.3 次硒酸及其衍生物 28

2.2.4 亚硒酸及其衍生物 30

2.2.5 硒酸 32

2.3 硒醚及其衍生物 32

2.4 硒杂环化合物 33

2.4.1 硒杂饱和环烷烃 33

2.4.2 硒吩 34

2.4.3 含有硒、氮的杂环 36

2.4.4 硒取代杂环化合物 39

2.5 含硒氨基酸 41

2.5.1 硒代半胱氨酸、硒代胱氨酸及其衍生物 41

2.5.2 硒代蛋氨酸 43

2.6 同位素标记硒化合物 44

2.6.1 同位素标记硒化合物的合成 44

2.6.2 同位素标记硒化合物在生物化学和放射医学中的应用 47

2.7 生物活性硒化合物 49

2.7.1 抗感染作用的硒化合物 49

2.7.2 作用于中枢神经系统的硒化合物 51

2.7.3 作用于自主神经系统的硒化合物 52

2.7.4 抗炎作用的硒化合物 53

2.7.5 作用于循环系统的硒化合物 53

2.7.6 抗癌作用的硒化合物 54

2.7.7 抗辐射损伤作用的硒化合物 55

2.7.8 含硒类固醇类化合物 56

2.7.9 抗组织胺作用的硒化合物 56

2.8 手性硒试剂及其在有机合成中的应用 57

2.8.1 手性亲电硒试剂的制备及其在有机合成中的应用 57

2.8.2 手性亲核硒试剂的制备及其在有机合成中的应用 60

2.8.3 手性硒催化剂及其在有机合成中的应用 61

第3章 硒的分析测定 64

3.1 样品的预处理 64

3.2 荧光光度法 67

3.3 原子吸收光谱法 68

3.3.1 石墨炉原子吸收法 68

3.3.2 氢化物发生原子吸收法 68

3.4 原子发射光谱法 69

3.5 原子荧光光谱法 71

3.6 色谱法 72

3.6.1 气相色谱法 73

3.6.2 高效液相色谱法 74

3.7 加速器质谱法 75

3.8 电感耦合等离子体质谱法 77

3.8.1 电感耦合等离子体质谱法 77

3.8.2 激光剥蚀-电感耦合等离子体质谱法 80

3.9 中子活化分析法测定硒 83

3.10 硒的形态分析 85

3.10.1 电泳分离与检测 86

3.10.2 色谱分离与检测 87

3.10.3 不同硒形态的鉴别 92

3.11 微量含硒蛋白分离检测技术进展 94

3.11.1 基于凝胶电泳的含硒蛋白检测技术概述 94

3.11.2 LA-ICP-MS检测凝胶分离后蛋白质中的硒 95

3.11.3 Cap HPLC-ICP-MS和Nano HPLC-ICP-MS检测含硒蛋白 96

3.11.4 MALDI-TOF-MS识别含硒蛋白 97

3.11.5 Nano HPLC ESI-MS/MS鉴别含硒蛋白 98

3.11.6 存在的问题 98

第4章 硒蛋白基因组学 106

4.1 真核生物硒蛋白基因组学 106

4.1.1 真核生物硒蛋白基因中的SECIS 106

4.1.2 果蝇硒蛋白基因组学的研究 107

4.1.3 哺乳动物硒蛋白基因组学的研究 109

4.1.4 昆虫类物种基因组中硒蛋白的计算机预测 112

4.2 原核生物硒蛋白基因组学 113

4.2.1 原核生物硒蛋白基因中的SECIS 114

4.2.2 细菌硒蛋白基因组学 117

4.2.3 马尾藻类海草硒蛋白基因组学 122

4.2.4 古细菌硒蛋白基因组学 123

4.3 展望 125

第5章 硒蛋白生物合成的机理与相关因子 127

5.1 硒蛋白生物合成的机理 127

5.2 硒蛋白生物合成的相关调控因子 129

5.2.1 SelA——硒代半胱氨酸合成酶 129

5.2.2 SelB——硒代半胱氨酸延长因子 132

5.2.3 SelC——tRNASec 133

5.2.4 SelD——硒代磷酸合成酶 137

5.2.5 SBP2——SECIS键合蛋白2 141

第6章 谷胱甘肽过氧化物酶 145

6.1 细胞谷胱甘肽过氧化物酶（cGPx） 145

6.1.1 cGPx的分布 145

6.1.2 cGPx的晶体结构 145

6.1.3 cGPx的催化过程 146

6.1.4 cGPx在氧化还原调节中的作用 147

6.1.5 cGPx在信号转导中的作用 148

6.1.6 cGPx与肿瘤的关系 149

6.1.7 cGPx与糖尿病的关系 149

6.1.8 cGPx与其他慢性病的关系 149

6.2 胃肠道谷胱甘肽过氧化物酶（GPx-GI） 150

6.2.1 GPx-GI的分布 150

6.2.2 GPx-GI的表达调控 150

6.2.3 GPx-GI与胃肠道疾病的关系 151

6.2.4 GPx-GI与转录调控的关系 152

6.3 血浆谷胱甘肽过氧化物酶（PGPx） 153

6.3.1 PGPx的性质 153

6.3.2 PGPx的结构 154

6.3.3 PGPx的分布和调控 154

6.3.4 PGPx的功能 155

6.4 磷脂氢谷胱甘肽过氧化物酶（PHGPx） 156

6.4.1 PHGPx的分布和结构 156

6.4.2 PHGPx的种类 157

6.4.3 非线粒体型和线粒体型PHGPx在调控细胞方面的作用 159

6.4.4 线粒体磷脂氢谷胱甘肽过氧化物酶作为抗凋亡因子 160

6.4.5 PHGPx与胚胎发育的关系 161

6.4.6 PHGPx与雄性生育的关系 161

6.5 生物医学中对GPx关注的问题 162

6.5.1 GPx作为生物标志物 162

6.5.2 GPx与肿瘤 162

6.5.3 GPx与神经疾病 163

第7章 碘甲腺原氨酸脱碘酶 169

7.1 1型碘甲腺原氨酸脱碘酶 169

7.1.1 D1是硒酶的发现 170

7.1.2 基因结构、染色体位置、mRNA和蛋白质性质及组织分布 170

7.1.3 亚细胞定位和拓扑学 172

7.1.4 酶学性质和构效关系 173

7.1.5 D1合成调节 175

7.1.6 D1失活／降解调节 178

7.2 2型碘甲腺原氨酸脱碘酶 178

7.2.1 D2是含硒酶的发现 178

7.2.2 基因结构、染色体位置、mRNA和蛋白质性质及组织分布 179

7.2.3 亚细胞定位和三级结构 181

7.2.4 酶学性质和构效关系 182

7.2.5 D2合成调节 183

7.2.6 D2降解调节 184

7.3 3型碘甲腺原氨酸脱碘酶 185

7.3.1 基因结构、染色体位置、mRNA和蛋白质性质及组织分布 185

7.3.2 亚细胞定位和拓扑学 187

7.3.3 酶学性质和构效关系 187

7.3.4 D3合成调节 187

7.3.5 D3降解调节 188

7.3.6 三种脱碘酶的相同点 189

7.4 碘甲腺原氨酸脱碘酶的主要生物学功能 190

7.4.1 维持甲状腺激素内稳态 190

7.4.2 胚胎发育 191

7.4.3 D2在促甲状腺激素分泌反馈调节中的作用 192

7.5 碘甲腺原氨酸脱碘酶与疾病 192

7.5.1 脱碘酶与甲状腺疾病 192

7.5.2 低T3综合征中D1活性降低 193

7.5.3 血管瘤中D3过度表达导致消耗性甲状腺功能减退 193

第8章 硫氧还蛋白还原酶 200

8.1 引言 200

8.2 TrxR的基本性质与结构 200

8.2.1 硫氧还蛋白系统的基本性质 200

8.2.2 硫氧还蛋白还原酶的分布与基因特点 202

8.2.3 硫氧还蛋白还原酶的蛋白质结构 204

8.3 TrxR的生物学活性 205

8.3.1 催化氧化还原反应 205

8.3.2 维持抗氧化剂再生 207

8.3.3 防御氧化损伤 208

8.3.4 调节细胞生长 209

8.3.5 参与信号传导 209

8.3.6 调节免疫应答 211

8.4 TrxR与人类健康 212

8.4.1 TrxR与肿瘤 212

8.4.2 TrxR与AIDS 213

8.4.3 TrxR与其他疾病 214

第9章 硒蛋白P 221

9.1 硒蛋白P的结构 221

9.2 硒蛋白P的功能及其生物化学性质 223

9.2.1 酶的活性 223

9.2.2 结合肝素活性 224

9.2.3 与重金属离子的结合 224

9.2.4 抗氧化作用 225

9.2.5 运输硒的功能 225

9.2.6 增强精子形成 227

9.3 疾病和补硒对血浆硒蛋白P水平的影响 228

第10章 硒蛋白的生物模拟 231

10.1 概述 231

10.2 硒酶的人工模拟 232

10.2.1 GPx的化学模拟 232

10.2.2 化学修饰蛋白质模拟硒酶 235

10.2.3 基因工程方法转化蛋白质为含硒酶 239

10.3 硒蛋白模拟物抗氧化性质 240

第11章 硒蛋白相关生物信息二级数据库 244

11.1 建立硒蛋白相关生物信息二级数据库的必要性和可行性 244

11.2 硒蛋白相关生物信息二级数据库的材料与工具 244

11.2.1 硒蛋白相关生物信息二级数据库的数据来源 244

11.2.2 硒蛋白相关生物信息二级数据库的开发 249

11.3 硒蛋白相关生物信息二级数据库的内容 253

11.3.1 硒蛋白相关生物信息二级数据库概况 253

11.3.2 硒蛋白相关生物信息二级数据库的功能 254

第12章 硒的生物效应与活性氧自由基 263

12.1 生物体内的氧化损伤 263

12.2 非酶硒化合物的抗氧化作用 264

12.2.1 硒化合物与脂质过氧自由基的作用 264

12.2.2 硒化合物对羟基自由基的作用 267

12.2.3 硒化合物与单线态氧的作用 268

12.3 硒化合物毒性的自由基机理 270

12.4 硒生物效应的活性氧自由基机理 273

12.5 活性氧自由基作为第二信使分子在亚硒酸钠诱导的细胞凋亡中的作用 274

12.5.1 亚硒酸钠对SW480细胞胞内活性氧自由基含量的影响 275

12.5.2 NAC、CAT抑制亚硒酸钠诱导的细胞线粒体膜电位（△Ψm）下降 276

12.5.3 NAC、CAT、RR抑制亚硒酸钠产生的细胞毒性 276

12.5.4 NAC、CAT、RR抑制亚硒酸钠诱导的细胞凋亡 277

第13章 硒的代谢 281

13.1 动物的硒代谢 281

13.1.1 动物对硒的吸收 281

13.1.2 硒在动物体内的分布 282

13.1.3 硒的排泄 283

13.1.4 动物体内硒代谢的途径 284

13.2 硒的生物利用度 290

13.2.1 硒的生物利用度的定义 290

13.2.2 评估硒生物利用度的方法 292

13.2.3 影响硒生物利用度的因素 294

13.3 微生物的硒代谢 295

13.3.1 硒-硫竞争与取代 295

13.3.2 还原与氧化 295

13.3.3 硒代氨基酸 295

13.3.4 挥发性甲基化合物的形成 297

13.4 植物的硒代谢 297

13.4.1 硫-硒拮抗 297

13.4.2 硒代氨基酸的形成 298

13.4.3 挥发性硒化合物 300

13.5 硒代谢研究的新进展 301

第14章 硒的毒性 305

14.1 动物的硒中毒 305

14.1.1 家畜的硒中毒 305

14.1.2 实验动物的硒中毒 306

14.2 人的硒中毒 308

14.2.1 职业性硒中毒 308

14.2.2 地方性硒中毒 308

14.3 各种硒化合物的毒性 309

14.4 影响硒毒性的因素 311

14.5 硒化合物的毒性作用机理 312

14.6 硒中毒的预防和控制 312

14.7 硒毒性研究的新结果 313

第15章 微生物对硒的甲基化作用与对单质硒形成的调节作用 319

15.1 硒的生物甲基化 320

15.1.1 基本概况 320

15.1.2 硒的生物甲基化机制 323

15.1.3 硒的生物甲基化与生物修复 324

15.1.4 值得关注的问题 327

15.2 微生物对单质硒形成的调节作用 328

15.2.1 概况 328

15.2.2 单质硒的形成机制 329

15.2.3 单质硒的形成在生物修复中的应用 333

15.2.4 值得关注的问题 333

15.3 螺旋藻对硒的甲基化作用与对单质硒形成的调节作用 334

15.3.1 螺旋藻对硒的甲基化作用 335

15.3.2 螺旋藻对单质硒形成的调节作用 335

15.3.3 硒胁迫强度和硒剂量概念的提出 337

第16章 硒和癌 344

16.1 硒与癌的研究概况 344

16.1.1 硒的地理分布特点与癌的关系 344

16.1.2 实验动物研究 344

16.1.3 人群实验研究 344

16.2 硒化合物的化学形式与抗癌活性 347

16.2.1 硒化合物的代谢途径和抗癌活性 347

16.2.2 新的低毒抗癌硒化合物的研究 348

16.2.3 硒酵母的成分和抗癌活性的研究 349

16.2.4 富硒大蒜抗癌作用的研究 349

16.3 硒抗癌作用的机理研究 350

16.3.1 抗增殖作用 350

16.3.2 硒对癌细胞遗传物质的影响 352

16.3.3 硒抑制癌细胞的能量代谢 352

16.3.4 硒对端粒和端粒酶活性的影响 353

16.4 硒与肿瘤免疫 353

16.4.1 硒对细胞免疫的影响 353

16.4.2 硒对体液免疫的影响 354

16.4.3 硒对非特异性免疫的影响 355

16.4.4 硒的免疫作用的自由基机理 355

第17章 硒与地方病 360

17.1 硒与克山病 360

17.1.1 缺硒是克山病发病的一个基本“水土因素” 360

17.1.2 缺硒与克山病发病的机制 361

17.2 硒与大骨节病 365

17.2.1 流行病学研究 365

17.2.2 缺硒与大骨节病的早期老化改变的关系 366

17.2.3 低硒环境条件下大骨节病病因的探讨 366

第18章 硒与白内障 371

18.1 白内障形成的自由基机理 371

18.1.1 晶状体的生理学和生物化学 371

18.1.2 白内障的自由基机理 372

18.2 缺硒与白内障 373

18.2.1 缺硒易发白内障 373

18.2.2 缺硒易发白内障的可能机理 373

18.2.3 适当补硒可抑制白内障 374

18.3 过量硒与白内障 374

18.3.1 过量硒诱发白内障 374

18.3.2 亚硒酸钠在晶状体中的代谢 375

18.3.3 亚硒酸钠性白内障的自由基机理 376

第19章 硒在农牧业中的应用 380

19.1 硒与植物 380

19.1.1 植物对硒的吸收 380

19.1.2 硒在植物中的作用 381

19.2 硒与动物 384

19.2.1 硒的吸收及其在动物体内的分布 384

19.2.2 硒的营养作用和缺硒症 385

19.2.3 硒的毒性和动物的硒中毒 386

19.3 硒在农牧业中的应用 387

19.3.1 饲料、牧草的含硒量 387

19.3.2 硒缺乏症的防治 387

19.3.3 硒中毒的防治 389

19.4 最近研究进展 389

19.4.1 调节植物叶绿素合成、促进植物新陈代谢 389

19.4.2 提高植物对环境胁迫的抗逆性 390

第20章 环境中的硒 395

20.1 硒在环境中的分布 395

20.1.1 岩石中的硒 395

20.1.2 土壤中的硒 397

20.1.3 大气中的硒 399

20.1.4 水中的硒 399

20.2 硒在环境中的形态及迁移转化 400

20.2.1 水中硒的迁移转化 400

20.2.2 土壤中硒的迁移转化与可给性 401

20.2.3 硒的甲基化过程与环境 403

20.3 硒与环境无机污染物的相互作用 405

20.3.1 硒与镉的相互作用 405

20.3.2 硒与汞的相互作用 406

20.3.3 硒与铅的相互作用 408

20.3.4 硒与砷的相互作用 409