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學習重點 硒（Se）是必需微量元素，可構成含硒蛋白，參與抗氧化、氧化還原反應及甲狀腺素代謝；嚴重缺乏與克山症的心肌病變有關。 硒半胱胺酸（selenocysteine，Sec）是第 21 種胺基酸，結構上以硒取代半胱胺酸中的硫；人體可利用絲胺酸作為前驅物合成。 麩胱甘肽過氧化酶（GPx）含硒，麩胱甘肽還原酶（GR）不含硒，兩者名稱相近，但催化反應與輔助因子不同。 UGA 在特定轉譯條件下可指定插入 Sec；血漿硒、紅血球 GPx-1 活性及血漿 GPx-3 活性可用於評估硒狀態，須辨認檢體與蛋白質的搭配。 核心觀念 一、硒的功能與重要含硒蛋白 硒與硫屬於同族元素，可形成性質相近的化合物。在人體含硒蛋白中，硒通常以硒半胱胺酸殘基的形式存在。許多含硒酵素利用此殘基參與氧化還原反應，但含硒蛋白也有運輸等功能，不能一概視為酵素。 蛋白質或酵素主要功能與辨識重點 麩胱甘肽過氧化酶（glutathione peroxidase，GPx）利用還原型麩胱甘肽清除過氧化氫或其他過氧化物。人體 GPx-1、GPx-3 的催化功能需要 Sec。 甲狀腺素去碘酶（deiodinase）參與甲狀腺素的活化或失活；其中部分去碘酶催化 T4 轉為活性較強的 T3。 硒蛋白 P（selenoprotein P）主要由肝臟分泌，參與硒的運輸與分配，是血漿中主要的含硒蛋白。 血漿中最主要的含硒蛋白包括硒蛋白 P 與 GPx-3。GPx-1 則存在於紅血球等細胞內，作答時要同時辨認蛋白名稱、亞型及所在位置。 二、GPx 與麩胱甘肽還原酶的區別 GPx 與麩胱甘肽還原酶都參與麩胱甘肽抗氧化系統，但參與同一系統不代表都含硒。 比較項目GPx麩胱甘肽還原酶（GR） 主要反應利用還原型麩胱甘肽（GSH）還原過氧化物，產生氧化型麩胱甘肽（GSSG）將 GSSG 還原成 GSH，使其可再次利用 關鍵成分GPx-1、GPx-3 含有催化所需的 Sec以 FAD 為輔基，利用 NADPH 提供還原力 是否為含硒蛋白本單元所考的 GPx-1、GPx-3 是不是 麩胱甘肽合成酶（glutathione synthetase）與麩胱甘肽轉移酶（glutathione S-transferase）也不能因名稱含有 glutathione，就被判定為血漿中的主要含硒蛋白。 三、硒半胱胺酸的結構、分類與合成 半胱胺酸的側鏈為－CH2－SH，具有硫氫基；硒半胱胺酸的側鏈為－CH2－SeH，具有硒醇基。因此，Sec 含硒，不具有硫氫基（sulfhydryl group）。所謂「硒取代硫」是在比較兩者的結構，並不表示人體直接把游離半胱胺酸中的硫換成硒。 人體合成 Sec 時，先將絲胺酸（serine）接到專用 tRNA，再經相關酵素及硒供應系統轉換成 Sec，供含硒蛋白轉譯使用。因此，人體可以自行合成 Sec，無須完全依賴食物直接供應完整的 Sec；但合成所需的硒元素仍須由飲食取得。 在一般胺基酸分類中，酸性胺基酸通常指側鏈具有額外羧基的天門冬胺酸與麩胺酸；Sec 不歸入這一類酸性胺基酸。其硒醇基雖可解離，仍不能因此直接套用上述分類。 四、UGA 與第 21 種胺基酸 Sec 被稱為第 21 種胺基酸，可透過特殊轉譯機制插入蛋白質。UGA 一般是終止密碼子，但在含有適當SECIS 元素、專用 tRNA 及相關轉譯因子的條件下，可被重新解讀為插入 Sec 的訊號。 因此，含硒 GPx 的形成與 UGA 的特殊解讀有關。若以元素層次辨認，應連結到硒；實際插入蛋白質的是含硒的 Sec，並非游離硒直接結合到密碼子上。也不是所有 UGA 都會指定 Sec。 五、硒半胱胺酸與硒甲硫胺酸 比較項目硒半胱胺酸（Sec）硒甲硫胺酸（selenomethionine，SeMet） 結構對應半胱胺酸中的硫由硒取代甲硫胺酸中的硫由硒取代 來源與形成人體可由接在專用 tRNA 上的絲胺酸轉換形成主要由食物攝取，可替代甲硫胺酸而納入一般蛋白質 主要辨識重點第 21 種胺基酸，參與含硒酵素催化可存在人體組織內，也可形成體內硒的儲存庫 第 21 種胺基酸是 Sec，不是 SeMet。人體組織可以同時存在這兩種含硒胺基酸，不能說只有 Sec 而沒有 SeMet。 六、缺硒、克山症與低 T3 狀態 克山症（Keshan disease，又稱克山病）是與嚴重缺硒有關的地方性心肌病變，可造成心肌損傷、心功能不全，嚴重時發生心衰竭。硒不足使含硒酵素功能及抗氧化防禦受影響，是理解此關聯的重要生化基礎；並非所有缺硒者都必然發生克山症。 去碘酶含有 Sec，部分去碘酶負責將 T4 轉為 T3，因此硒狀態可能影響周邊 T3 生成。嚴重外傷後的低 T3 症候群，與硒相關的考點是含硒去碘酶及甲狀腺素代謝。不過，重症低 T3 可涉及多種機制，不能只憑低 T3 就確診硒缺乏。 七、硒營養狀況的評估 檢驗項目判讀重點 血漿硒含量直接測量血漿中的硒，可提供硒營養狀態資訊，也會受近期攝取及疾病狀態影響。 紅血球 GPx-1 活性反映紅血球內含硒酵素的功能，可作為硒狀態的評估指標。 血漿 GPx-3 活性反映血漿型含硒 GPx 的功能，可用於評估硒狀態。 血漿硒蛋白 P 濃度可反映硒的運輸及營養狀態；須注意檢體是血漿。 「紅血球硒蛋白 P 濃度」不是此處適用的評估搭配。硒蛋白 P 是分泌至血漿的重要運硒蛋白；紅血球應聯想到 GPx-1 活性。實際評估須綜合飲食、臨床表現與檢驗結果，單一數值不能代表全部組織狀態。 常考陷阱 「麩胱甘肽還原酶是含硒蛋白」：錯。應區分 GPx 的清除過氧化物功能與 GR 的再生 GSH 功能。 「Sec 具有硫氫基」：錯。Sec 的側鏈是硒醇基，硫氫基屬於半胱胺酸。 「Sec 是酸性胺基酸」：不符合本單元採用的胺基酸分類；不可把硒醇可解離與酸性胺基酸分類混為一談。 「Sec 必須直接由食物取得」：錯。人體可由絲胺酸合成，但仍需飲食提供硒。 「SeMet 是第 21 種胺基酸」：錯。第 21 種是 Sec；SeMet 也可存在人體組織。 「UGA 一律終止轉譯」：錯。在特定條件下可指定 Sec；也不能反過來說所有 UGA 都指定 Sec。 「紅血球硒蛋白 P 可評估硒狀態」：注意檢體錯配。記住血漿硒蛋白 P、紅血球 GPx-1、血漿 GPx-3。 記憶口訣 「硒代硫，絲生 Sec；UGA 特解，第廿一。過氧含硒、還原不含；缺硒克山傷心肌。」 「紅一、漿三、P 在血漿」：紅血球 GPx-1、血漿 GPx-3、血漿硒蛋白 P。