硒通过硒蛋白，如谷胱甘肽过氧化物酶，来发挥其生物学功能。最近在硒蛋白生化性质表征方面的研究进展，对于最新鉴别的和以前鉴别的硒蛋白，都阐明了一些新的功能。大部分硒蛋白参与抗氧化性损伤和细胞的氧化还原过程。此外，硒化合物的抗癌机理似乎不仅包括硒蛋白的表达，还包括硒的代谢物的药理作用。

导言
    近年来硒的研究进展扩大了人们对于硒的生理和药理功能的认识。人们对于硒是一种必须的微量营养物质的认识主要来自两个发现：硒是谷胱甘肽（GSH）过氧化物酶活性部位的组成部分；以及在中国，通过补充亚硒酸钠，显著地降低了地方性心肌病（克山病）的死亡率和发病率。第一个被鉴定的谷胱甘肽过氧化物酶被称为细胞谷胱甘肽过氧化物酶或经典谷胱甘肽过氧化物酶：cGPx。最近十年来人们又分离鉴定了各种新的硒蛋白，其中一些似乎比cGPx更具有重要性。另一方面，流行病学和动物试验不断提供证据表明硒具有防治癌症的作用，通过补充硒来开展的癌症化学防治试验正受到越来越多的关注，然而在这一方面还需要对硒化合物进行深入的毒性和代谢研究。本文将简述硒的最新生理和药理作用。

硒蛋白的最新功能
 
细胞谷胱甘肽过氧化物酶，目前从哺乳动物体内已经分离鉴定了17种硒蛋白。GPx家族包括cGPx（GPX1）、细胞外GPx（eGPx或GPX2）、胃肠道GPx（GPx-GI或GPX3）和磷脂氢过氧化物GPx（PHGPx或GPX4）。细胞GPx是动物体内最丰富的硒蛋白。由于大部分cGPx位于细胞液中，其主要作用可能是清除细胞液中的过氧化氢，而过氧化物酶体中的过氧化氢主要由过氧化氢酶负责清除。我们已经证实，尽管豚鼠肝脏和肾脏中cGPx的活性极低，但其细胞液中过氧化氢酶的活性较高，提示在其他物种体内cGPx对于清除细胞液中过氧化氢的重要性。然而由于cGPx无法将磷脂氢过氧化物作为底物，因此它在细胞膜抵御氧化应激的过程中可能不是特别重要。最近人们培养出了体内无cGPx存在的小鼠，但这些小鼠未表现出任何繁殖或生长缺陷，提示对于动物的生存而言，cGPx并非十分重要。另一方面，当动物的饮食中缺硒时，与其他硒蛋白相比，cGPx的量下降更快；而当给缺硒动物补充硒时，cGPx量的恢复比其他硒蛋白（如硒蛋白P）来得慢。因此，cGPx在动物的组织中可能具有双重的作用：既是一种抗氧化酶，又是体内硒的代谢库。
 
磷脂氢过氧化物谷胱甘肽过氧化物酶——与cGPx不同，PHGPx的底物范围较广，包括磷脂氢过氧化物和氧化型胆固醇，并且与细胞膜相联系。因此，在生物细胞膜抗脂质过氧化的过程中，PHGPx可能具有更为重要的作用。然而，除了睾丸以外，PHGPx的含量都很低，并且PHGPx的活性几乎不受硒的营养状态的影响，因此PHGPx的生理作用尚未完全弄清楚。最近，Imai等人培养了两个细胞株，分别是线粒体和非线粒体上的PHGPx的过度表达。他们发现线粒体上的PHGPx是重要的抗凋亡酶，而非线粒体上的PHGPx与核膜相联系，并参与白三烯的合成过程。另一方面，研究证实睾丸中的PHGPx根据精子发生的不同阶段，具有双重功能，在精细胞中作为抗氧化酶，而在成熟精子的补体中段作为结构蛋白。
 
硫氧还蛋白还原酶——1966年，Tamura等人从人肺腺癌细胞中分离得到一个分子量为57kDa的硒蛋白，并鉴定为硫氧还蛋白还原酶。该酶能够还原氧化型硫氧还蛋白（Trx），后者为一个低分子量的蛋白，负责蛋白质的二硫键和其他氧化型生物分子的还原。哺乳动物的Trx还原酶（TrxR）比细菌的Trx还原酶长，因为前者的C端比后者多150个氨基酸。硒半胱氨酸是哺乳动物TrxR的C端的第二个氨基酸，在细菌的TrxR中不含有硒半胱氨酸。一些实验证据表明，除了N端的半胱氨酸残基外，C端SeCys残基在哺乳动物TrxR酶的活性中具有重要的作用。最近，大量的实验报道Trx和TrxR体系在各种细胞的氧化还原调节中扮演重要的角色，包括活化转录因子和防止氧化性损伤。此外有人报道氧化应激诱导TrxR基因的表达，而对于其他硒蛋白未观察到类似的现象。对于TrxR的表达模式和细胞功能的阐明对于硒的生理作用将提供新的认识。