10.24. Селен является и незаменимым микроэлементом, и ядом

Уже давно было известно, что селен в виде селенита и селената оказывает сильное токсическое действие на сельскохозяйственных животных, пасущихся в определенных местностях штатов Монтана и Дакота, а также в других местах, где в почве в больших количествах присутствуют соли селена.

Поэтому совершенно неожиданными оказались результаты опытов, в которых было обнаружено, что селен, правда в значительно меньших количествах, должен обязательно содержаться в пище крыс и цыплят. Проведенные в последние годы исследования показали, что селен в комплексе с какой-либо аминокислотой входит в состав простетических групп нескольких ферментов, в частности глутатионпероксидазы, которая вместе с пептидом глутатионом (рис. 10-27) защищает клетки от разрушающего действия перекиси водорода. В эритроцитах железо, присутствующее в молекуле гемоглобина, обычно находится в ферроформе [Fe(II)]. Однако под воздействием перекиси водорода оно легко окисляется до ферриформы (Fe(III)]; образующийся при этом четгемоглобин не способен переносить кислород.

Рис. 10-27. Глутатион (GSH) грипепгид, содержащий -глутаминовую кислоту, -цистеин и глицин. Следует обратить внимание на то, что остаток цистеина присоединен к , а не к -карбоксильной группе глутаминовой кислоты. Глутатион присутствует в высоких концентрациях во всех животных клетках. Одна из его функций состоит в восстановлении токсичных перекисей при помощи глутатионпероксидазы (см. текст). В нескольких ферментативных реакциях он действует как кофактор, но его нельзя считать коферменгом. Предполагается также, что глутатион участвует в транспорте аминокислот через клеточные мембраны.

Рис. 10-28. Селеноцисгеин аналог цистеина, у которого сера заменена на селен. Остаток селеноцисгеина присутствует в активном центре глутатионпероксидазы и других селен-зависимых ферментов.

Глутатионпероксидаза предотвращает образование метгемоглобина путем разложения перекиси водорода в следующей реакции:

Активный центр глутатионпероксидазы содержит остаток необычной аминокислоты - селеноцистеина (рис. 10-28), в которой атом серы цистеина заменен на атом селена. Возможно, что -группа этого остатка обладает какими-то преимуществами по сравнению с -группой в механизме действия этого и других селенсодержащих ферментов.