硒代半胱氨酸产品编号(硒代氨基酸)
硒-甲基硒代半胱氨酸的研究进展
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新型营养强化剂
L.硒.甲基硒代半胱氨酸的研究进展
刘建群,赵元,张锐,舒积成,张小平.
(1.江西中医学院现代中药制剂教育部重点实验室,南昌330004;
2.江西川奇药业有限公司,南昌330029)
摘要:L一硒一甲基硒代半胱氨酸是一种天然含硒氨基酸,具有防治癌症,抗氧化,
抗衰老,治疗心脑
血管疾病,解重金属毒等作用,已于2009年被卫生部批准为新型营养强化剂.现代
药理学研究表明不同形式
的硒具有不同的抗癌效果,L一硒一甲基硒代半胱氨酸被证明是有效的化学抗癌
剂之一.本文对L一硒一甲基
硒代半胱氨酸的来源,抗癌作用机理,测定方法及其应用进行了综述.
关键词:L一硒一甲基硒代半胱氨酸;营养强化剂;抗癌作用;研究进展
中图分类号:TS202.3文献标识码:A文章编号:1006—2513(2011)02—0152—05
ResearchprogressofL—Se—me廿1yIseIenOcysteine
asanewnutrientsupplement
LIUJian-qun,ZHAOYuan,ZHANGRui,SHUJi-cheng.,ZHANGXiao-ping
(1.KeyLaboratoryofModemPreparationofTCM,MinistryofEducation,
JiangxiUniversityofTraditionalChineseMedicine,Nanchang,330004;
2.ChuanqiPharmaceuticalCompany,Nanchang,330029)
Abstract:Asanaturalselenium—containingaminoacid,L—Se—
methylselenocysteinehasmanyfunctionssuchas
antitumor,antioxidation,antiaging,curingcardiovasculardiseasesanddisintoxicationheav
ymetalandSOON.Ithas
beenapprovedtobeanewnutrientsupplementbytheministryofhealthin2009.Thedifferentf
ormofseleniumhasdif-
ferentanticanceractivitiesaccordingtomodempharmacologystudies.L—Se—
methyIselenocysteinehasbeenprovedto
beONeofthemosteffectiveanticanceragents.ThispaperprovidesareviewofL—Se—
methylselen0cysteine0fits
sources,anticancermechanism,determinationmethodandapplications.
Kewords:L—Se—
methylse1enocysteine;nutrientsupplement;antitumor;researchprogress
硒是人体必须的微量元素.硒缺乏可导致克
山病,大骨节病,心脏疾病,甲状腺机能减退及
免疫功能低下等疾病.降低血液中硒的水平可增
加患癌症风险,硒在预防肿瘤和放化疗中有着非
常明确的帮助作用.世界上有40多个国家和地区
缺硒,我国有1亿多人缺硒或低硒,患有或极易
发生与缺硒有关的疾病.目前国内常用的补硒营
养强化剂有:硒化卡拉胶,富硒啤酒酵母,硒酸
收稿日期:2010—12—02通讯作者
基金项目:科学技术部科技型中小企业技术创新基金资助项目(09C26213601605).
作者简介:刘建群(1970一),男,教授,博士,主要从事中药活性成分研究.
钠,亚硒酸钠,硒代甲硫氨酸.研究表明有机硒
比无机硒更安全有效,尤其是甲基化硒,既有更
强的抗肿瘤作用,又有比无机硒酸盐更低的毒
性J.L一硒一甲基硒代半胱氨酸(结构见图1)
是一种天然含硒氨基酸,是第21种人体必须氨基
酸一硒代半胱氨酸的甲基化衍生物,为甲基硒的
重要前体物质,具有防治癌症,抗氧化,抗衰
老,治疗心脑血管疾病,解重金属毒等作用.与
亚硒酸钠和硒代蛋氨酸等现有补硒剂相比,L一
硒一甲基硒代半胱氨酸具有毒性小,补硒效果
好,抗癌生物活性强等优点J.L一硒一甲基硒
代半胱氨酸已于2009年被卫生部批准为新型营养
强化剂(食品添加剂新品种2009年第11号公
告),该新品种由本课题组研发,可广泛应用于
食品和医疗保健品等方面.
/OH
图1L一硒一甲基硒代半胱氨酸结构
1来源
1.1天然来源
1960年TreleaseS.F.等首次从美国黄芪中分
离得到L一硒一甲基硒代半胱氨酸3J.生长在富
硒地区的植物具有积聚L一硒一甲基硒代半胱氨
酸的能力,例如大蒜,洋葱,青花莱』,豆科植
物j,野生的韭菜等植物.富硒酵母中也含有
较高含量的L一硒一甲基硒代半胱氨酸.
1.2人工转化
人工转化的方法即利用生物将无机硒转化为
有机硒,主要包括微生物转化法,植物转化法和
动物转化法.利用这种方法产生有机硒,既可提
高硒的生理活性与吸收率,又可降低其毒性,有
利于机体吸收.
1.2.1微生物转化法
通过培养微生物使无机硒转化为L一硒一甲
基硒代半胱氨酸].主要的微生物有富硒真菌和
富硒酵母.利用富硒真菌主要是利用富硒食用
菌,在食用菌栽培基料中加入亚硒酸钠等无机硒
添加剂.富硒酵母即将酵母菌放人含有无机硒
(如NaSeO)的培养基中培养而制得.富硒酵母
食用安全,生物利用率高,能有效地提高动物或
人体内的血硒水平,可作为一种硒营养添加剂,
用于开发生产富硒保健食品.
1.2.2植物转化法
主要是通过给植物根部施硒肥和叶面喷硒肥
来提高植物含硒量.例如将生菜,蒲公英,欧芹
和菊苣用含硒营养液培养41d 后,用酶将其水解,
其提取物中L 一硒一甲基硒代半胱氨酸占0.5%~
4.4%L8].生长在含有无机硒(硒酸钠和亚硒酸
钠)溶液培养介质中的小红萝b,其含有的总硒
中大于95%是硒代半胱氨酸,硒蛋氨酸和L 一硒
一
甲基硒代半胱氨酸.富硒大蒜在癌症化学预
防方面是一种极好的饮食硒资源,将在含硒培养
液中培养的大蒜通过HPLC—ICP—MS 分析,可
检测到其中含有L 一硒一甲基硒代半胱氨酸_】.
1.2.3 动物转化法
通过动物进行硒的转化,主要是通过饲料中
加入硒,使动物产品的有机硒含量增加,部分有
机硒形式为L 一硒一甲基硒代半胱氨酸.采用该
法可生产富硒肉,蛋,奶,禽产品等J.
1.3 化学合成
目前化学合成方法主要有氯丙氨酸二硒化钠
法,叔丁氧基酰基保护丝氨酸法,甲硒醇钠取代
氯丙氨酸法,利用仪一氨基丙烯酸衍生物法以及
利用酶法拆分制备光学纯硒一甲基硒代半胱氨酸
的方法.
1.3.1 氯丙氨酸二硒化钠法
首先将氯丙氨酸与二硒化钠反应生成硒代胱
氨酸,然后用金属钠/液氨(一70~C)还原裂解,
再用碘甲烷烷基化得硒甲基硒代半胱氨酸.该法
涉及超低温和活泼危险金属钠,反应条件苛刻,
工艺设备要求高.
1.3.2 叔丁氧基酰基保护丝氨酸法
在三烷(芳)基磷或亚磷酸盐存在下,叔丁
氧酰基丝氨酸与偶氮二甲酸二酯反应生成B 内
酯,然后与甲硒醇或其盐反应生成叔丁氧酰基保
护的硒甲基硒代半胱氨酸,最后脱保护得硒甲基
硒代半胱氨酸.该法工艺冗长,产品收率低,原
料丝氨酸和保护试剂昂贵,生产成本高.
专论综述
1.3.3 甲硒醇钠取代氯丙氨酸法
用甲硒醇钠取代氯丙氨酸或氯丙氨酸甲酯中
的氯,得硒甲基硒代半胱氨酸.该法氯丙氨酸原
料价格高,生产成本高¨.
1.3.4 利用0/.一氨基丙烯酸衍生物法
首先通过甲硒醇或甲硒醇盐水溶液与Or.氨基
丙烯酸衍生物发生加成反应生成B 一甲硒基一
一
氨基丙酸衍生物,然后将B 一甲硒基一仅一氨
基丙酸衍生物中的酯化合物经碳酸氢钠或氢氧化
钠或氢氧化钾水解皂化,盐酸或硫酸酸化得其羧
酸化合物,再将其中的N 一酰基用盐酸或硫酸加
热水解脱去得B 一甲硒基一仅一氨基丙酸盐酸盐
或硫酸盐,最后用氨气或三乙胺中和得硒一甲基
硒代半胱氨酸.该法具有合成路线简单,产率
高,成本低等优点.
1.3.5 利用酶法拆分制备光学纯硒一甲基硒代半
胱氨酸的方法
在氢氧化钠水溶液中,将混旋硒一甲基硒代
半胱氨酸用乙酸酐乙酰化,盐酸等酸化得混旋N
一
乙酰一硒一甲基硒代半胱氨酸.然后在一定的
pH,反应温度,酶用量,底物和钴离子浓度条件
下,将混旋N 一乙酰一硒一甲基硒代半胱氨酸用
猪肾酰化酶I 拆分得光学纯L 一硒一甲基硒代半
胱氨酸和N 一乙酰一D 一硒一甲基硒代半胱氨酸,
最后将N 一乙酰一硒一甲基硒代半胱氨酸用盐酸
加热水解,氨水等中和得光学纯D 一硒一甲基硒
代半胱氨酸.该法具有操作方便,成本较低等优
点,是一种适合工业化生产光学纯硒一甲基硒代
半胱氨酸的方法.
2 抗癌机理
2.1 诱导细胞凋亡
L 一硒一甲基硒代半胱氨酸能有效地诱导肿
瘤细胞凋亡,半胱氨酸蛋白酶对其诱导凋亡是必
需的.TaehoKim等巧的研究发现,L 一硒
一
甲基硒代半胱氨酸具有抑制细胞增殖,减少前
列腺特异性抗原分泌,诱导前列腺癌细胞凋亡的
作用.Thompson 和Sinha_l 钊发现使用L 一硒一甲
基硒代半胱氨酸作用细胞后,细胞频繁凋亡.最
初可探测到的分子凋亡体征出现在抑制DNA 合成
的高峰期之后的8~12h.
2.2 抑制细胞增殖
L 一硒一甲基硒代半胱氨酸对多种鼠乳腺肿
瘤细胞系具有抑制增殖作用,研究表明其影响肿
瘤细胞周期的S 和Gl 阶段,并且很可能依赖其
代谢形态一甲基硒化物水平¨.
2.3 抗氧化作用
谷胱甘肽过氧化物酶(GSH—Px)是公认
的具有抗氧化作用的体内含硒酶,研究资料显
示充足的GSH—Px 有助于防止癌症,心脏疾病
和病毒感染.机体细胞在进行有氧作用时,氧
经呼吸链旁路反应可产生活性氧,包括自由基
如0,HO,HO0 和非自由基含氧物HO:,
ROOH 等,这些物质能引起遗传物质(如DNA)
的损伤,因而可能导致癌症的发生.GSH—Px
可控制引起蛋白质,细胞和细胞器膜及DNA 损
伤的过氧化氢和氧自由基的水平,从而起到抑
制肿瘤发生的作用.L 一硒一甲基硒代半胱氨酸
可提高GSH—Px 含量,增强抗氧化作用,从而
起到防止癌症作用_1 卜J.
2.4 通过体内代谢产生具有化学预防或抑癌作用
的硒化合物
L 一硒一甲基硒代半胱氨酸体内代谢产物与
其抗癌及毒性作用有关,其具有抑制癌症作用的
代谢产物是甲硒醇.L 一硒一甲基硒代半胱氨酸
在低浓度时对体外培养的癌细胞抑制作用不明
显,但在体内,通过形成甲硒醇则具有很强的抑
制癌症作用.这是因为体外培养的细胞中缺乏产
生甲硒醇的B 一裂解酶和类似的活性酶181,B 一
裂解酶和类似的活性酶广泛存在于人和动物的组
织中,它们可将目标硒的前体物质在靶细胞中激
活产生甲硒醇.
3L 一硒一甲基硒代半胱氨酸的测定
刘建群等¨采用HypersilC 柱液相色谱测定
了分别以一氨基丙烯酸和仅一氨基丙烯酸甲酯
为原料与甲硒醇钠加成合成的硒一甲基硒代半胱
氨酸的含量,结果表明以仅一氨基丙烯酸甲酯为
原料的工艺合成的硒一甲基硒代半胱氨酸纯度较
高.潘红阳等..采用柱前衍生反相高效液相色谱
一
紫外检测测定了富硒脱水菜心中的L 一硒一甲
基硒代半胱氨酸的含量.张明等建立了液相色
谱串联质谱法测定青花菜中L 一硒一甲基硒代半
胱氨酸含量的方法.HPLC—ICP—MSH,法
是检测各种样品中L 一硒一甲基硒代半胱氨酸含
量的常用方法.
4L 一硒一甲基硒代半胱氨酸的应用
膳食硒的低水平摄入对人体健康有潜在的威
胁,仅靠天然食品中的硒不足以满足人体的正常
需要.要保证人体的健康以及防治相关疾病,就
应当有充足的硒的摄入,通过摄取足够的硒来预
防多种疾病的发生显得尤其重要.因此开发富含
有机硒的食品作为补硒营养源已成为国内外食品
科技研究热点.
卫生部公布的营养强化剂新品种L 一硒一甲
基硒代半胱氨酸标准如下.
名称:L 一硒一甲基硒代半胱氨酸L—se—
methylselenocysteine(L—SeMC).
功能:营养强化剂
(1)L 一硒一甲基硒代半胱氨酸的使用范围
和使用量
(2)生产工艺:以一乙酰氨基丙烯酸甲酯
和甲硒醇钠为主要原料,经加成,酶法拆分制得
的L 一硒一甲基硒代半胱氨酸.
(3)性状:外观为白色粉末状或颗粒状固
体,具蒜样气味.易溶于水,微溶于甲醇,熔点
174~176(分解).
(4)技术要求
项目指标
含量(以L—SeMC 计)/(%)
比旋度(水溶液)
砷(以As 计)/(ms/kg)
重金属(以Pb 计)/(ms/kg)
水分/(%)
pH(1%水溶液)
L 一硒一甲基硒代半胱氨酸硒具有解毒重金
属的作用,这是因为硒和金属有很强的亲和力,
是一种天然的对抗重金属的解毒剂.它在生物体
内与重金属相结合,形成金属一硒一蛋白质复合
物(络合物)而使金属排泄解毒.
L 一硒一甲基硒代半胱氨酸具有抗肿瘤作用.
它可抑制肝癌HepG2 细胞增殖,诱导其凋亡,降
低癌细胞的恶性程度.L 一硒一甲基硒代半
胱氨酸对体外培养的人食管癌EC109 细胞和乳腺
癌MDA—MB 一231 细胞的增殖有抑制作用…_2.
5 展望
L 一硒一甲基硒代半胱氨酸具有防治癌症,
抗氧化,抗衰老,治疗心脑血管疾病,解重金属
毒等多种生物活性,与现有补硒营养强化剂相
比,L 一硒一甲基硒代半胱氨酸具有毒性小,补
硒效果好,防治癌症活性强等优点.作为第三代
补硒营养强化剂和广谱抗癌剂,今后必将在食品
和医疗保健品等方面发挥重大作用.
参考文献:
[1]裴小娟,苏敏,田东萍.硒一甲基硒代半胱氨酸对人食管癌
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