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