簡介
谷胱甘肽過氧化物酶（GSH-Px）是機體内廣泛存在的一種重要的過氧化物分解酶。硒是GSH-Px酶系的組成成分，它能催化GSH變為GSSG，使有毒的過氧化物還原成無毒的羟基化合物，同時促進H2O2的分解，從而保護細胞膜的結構及功能不受過氧化物的幹擾及損害。GSH-Px的活性中心是硒半胱氨酸，其活力大小可以反映機體硒水平。
谷胱甘肽過氧化物酶可以催化GSH産生GSSG，而谷胱甘肽還原酶可以利用NADPH催化GSSG産生GSH，通過檢測NADPH的減少量就可以計算出谷胱甘肽過氧化物酶的活力水平。在上述反應中谷胱甘肽過氧化物酶是整個反應體系的限速步驟，因此NADPH的減少量和谷胱甘肽過氧化物酶的活力線性相關。
GSH-Px酶系
主要包括4種不同的GSH-Px，分别為胞漿GSH-Px、血漿GSH-Px、磷脂氫過氧化物GSH-Px及胃腸道專屬性GSH-Px。
胞漿GSH-Px
由4個相同的分子量大小為22kDa的亞基構成四聚體，每個亞基含有1個分子硒半胱氨酸，廣泛存在于機體内各個組織，以肝髒紅細胞為最多。它的生理功能主要是催化GSH參與過氧化反應，清除在細胞呼吸代謝過程中産生的過氧化物和羟自由基，從而減輕細胞膜多不飽和脂肪酸的過氧化作用。
血漿GSH-Px
構成與胞漿GSH-Px相同，主要分布于血漿中，其功能目前還不是很清楚，但已經證實與清除細胞外的過氧化氫和參與GSH的運輸有關。
磷脂過氧化氫GSH-Px
是分子量為20kDa的單體，含有1個分子硒半胱氨酸。最初從豬的心髒和肝髒中分離得到，主要存在于睾丸中，其它組織中也有少量分布。其生物學功能是可抑制膜磷脂過氧化。
胃腸道專屬性GSH-Px
是由4個分子量為22kDa的亞基構成的四聚體，隻存在于齧齒類動物的胃腸道中，其功能是保護動物免受攝入脂質過氧化物的損害。
正常值
(1)酶速率法(37℃)：2.96～83U/g•Hb
(2)比色法：127.64±12.68U/L
結構與分類
谷胱甘肽過氧化物酶（GSH-Px）分子質量為76 ku～95 ku，為水溶性四聚體蛋白，4個亞基相同或極為類似，每個亞基有1個硒原子。GSH-Px的活性中心是硒半胱氨酸，其活力大小可以反映機體硒水平。GSH-Px是機體内廣泛存在的一種重要的過氧化物分解酶。GSH-Px酶系主要包括4種不同的GSH-Px，分别為：胞漿GSH-Px、血漿GSH-Px、磷脂氫過氧化物GSH-Px及胃腸道專屬性GSH-Px。第一種：胞漿GSH-Px由4個相同的分子量大小為22kDa的亞基構成四聚體，每個亞基含有1個分子硒半胱氨酸，廣泛存在于機體内各個組織，以肝髒紅細胞為最多。它的生理功能主要是催化GSH參與過氧化反應，清除在細胞呼吸代謝過程中産生的過氧化物和羟自由基，從而減輕細胞膜多不飽和脂肪酸的過氧化作用。第二種：血漿GSH-Px的構成與胞漿GSH-Px相同，主要分布于血漿中，其功能目前還不是很清楚，但已經證實與清除細胞外的過氧化氫和參與GSH的運輸有關。第三種：磷脂過氧化氫GSH-Px是分子量為20kDa的單體，含有1個分子硒半胱氨酸。最初從豬的心髒和肝髒中分離得到，主要存在于睾丸中，其它組織中也有少量分布。其生物學功能是可抑制膜磷脂過氧化。第四種：胃腸道專屬性GSH-Px是由4個分子量為22kDa的亞基構成的四聚體，隻存在于齧齒類動物的胃腸道中，其功能是保護動物免受攝入脂質過氧化物的損害。
化學性質
谷胱甘肽過氧化物酶（GSH-Px）能催化GSH變為GSSG，使有毒的過氧化物還原成無毒的羟基化合物，同時促進H2O2的分解，從而保護細胞膜的結構及功能不受過氧化物的幹擾及損害。幾乎所有的有機氫過氧化物(ROOH)都可以在GSH-Px的作用下還原為ROH。大概反應如下：2GSH ＋ H2O2→GSSH＋ 2H2O，2GSH ＋ ROOH→GSSH ＋ 2ROH。
GSH-Px雖然可以催化許多巯基化合物氧化，但催化效率相對很低，在所有的巯基化合物中以γ-谷胱甘肽的催化效率最高。GSH-Px愈純，其性質愈不穩定，純酶置冰箱中貯存，活力會降低。GSH-Px的最适pH為8～9，在pH 6及其以下，GSH-Px無活性。氰化物與疊氮化物都不能抑制GSH-Px的活性。GSH-Px的吸收光譜在400 nm～420 nm範圍内。
測定牛乳中GSH-Px的活性及熱穩定性，發現溫度升至75 ℃加熱15 s，GSH-Px活力大緻降到原有的20%；95 ℃煮沸1 min後活性全部喪失。熱穩定性較低。
作用機制
GSH-Px催化還原型谷胱甘肽氧化（GSH）與過氧化氫（H2O2）還原反應 ,從而阻斷超氧化陰離子細胞類脂過氧化而損害組織細胞;還能阻斷由 脂氫過氧化物(LOOH) 引發自由基的二級反應 ,從而減少LOOH對生物體的損害。而自由基是機體生化反應中産生的性質活潑、具有極強氧化能力的物質。體内抗自由基體系主要包括酶類(超氧化物歧化酶、GSH-Px、過氧化氫酶等)阻止自由基形成和通過非酶促抗氧化劑(還原型谷胱甘肽、維生素 E等)捕獲不成對的電子使自由基失活。過氧化脂質 (LPO) 是自由基對不飽和脂肪酸引發的脂質過氧化作用的最終産物 ,其含量的多少反映組織細胞的脂質過氧化速率或強度 。機體存在阻止過氧化作用的防禦體系 ,GSH-Px是細胞内抗脂質過氧化作用的酶性保護系統的主要成分 ,可催化LPO分解生成相應的醇 ,防止LPO均裂和引發脂質過氧化作用的鍊式支鍊反應 ,減少LPO的生成以保護機體免受損害。
而無論是ROOH還是H2O2都是與GSH-Px中的活性中心硒半胱氨酸作用：
E-CysSe-＋ H+＋ ROOH（H2O2）→E-CysSeOH ＋ ROH (H2O)
E-CysSeOH ＋ GSH→E-CysSe-SG ＋ H2O
E-Cys-Se-SG ＋ GSH→E-CysSe-＋ GSSG ＋ H+
這是一個可逆性氧化還原反應過程，在循環過程中GSH-Px可恢複催化活性，但GSH卻變成GSSG。
生物學作用
清除脂類氫過氧化物
GSH-Px的主要作用是清除脂類氫過氧化物。GSH-Px可催化LPO分解生成相應的醇 ,防止LPO均裂和引發脂質過氧化作用的鍊式支鍊反應 ,減少LPO的生成以保護機體免受損害。
清除H2O2
腦與精子中幾乎不含過氧化氫酶，而含較多的GSH-Px，代謝中産生的H2O2可以被GSH-Px清除。即使含過氧化氫酶較多的組織，仍需GSH-Px清除H2O2，因為在細胞中過氧化氫酶多存在于微體，而在胞漿和線粒體中卻很少，組織中較多的GSH-Px可及時清除H2O2；如有的病人缺乏産生過氧化氫酶的基因，但GSH-Px可清除H2O2，故H2O2損傷組織不明顯。
減輕有機氫過氧化物對機體的損傷
在病理生理情況下，活性氧如•OH可能誘發脂類過氧化，除了直接造成生物膜損傷外，還可以通過脂類氫過氧化物與蛋白質、核酸反應，使機體發生廣泛性損傷。如果GSH-Px清除脂類氫過氧化物能力不受影響，機體的損傷就可減輕。除了脂類氫過氧化物外，還可能出現其他有機氫過氧化物，如核酸氫過氧化物、胸腺嘧啶氫過氧化物，這兩者屬于緻突變劑，GSH-Px清除有機氫過氧化物的作用可降低緻突發生率。脂類過氧化也是細胞老化的原因之一，預防脂類過氧化可延緩細胞老化，所以GSH-Px在預防衰老方面起到重要作用。
參與前列腺素合成的調節
前列腺素在體内分布較廣，其合成原料為花生四烯酸。但在環氧酶與脂氧合酶的作用下，花生四烯酸尚可氧化成某些氫過氧化物(ROOH)。這些氫過氧化物顯著幹擾前列腺素的生物合成。在GSH-Px的作用下，ROOH可轉變為無活性物質(ROH)，故GSH-Px對前列腺素的生物合成起到調節作用。
其他作用
硒和GSH系統在氧化防禦反應中起着關鍵作用。其他含硒蛋白也有抗氧化特性。硒蛋白和有機硒複合物可以催化過亞硝酸鹽反應生成NO2，在預防過亞硝酸鹽的生成中也起着重要作用，可以保護細胞免受過亞硝酸鹽的損害。
臨床應用
動物實驗證明，老齡鼠肝和心肌中GSH-Px的活力顯著高于幼齡鼠。大鼠缺氧時腦内GSH-Px顯著下降，而脂類過氧化物的代表MDA(丙二醛)顯著升高，表明缺氧時腦内抗氧化能力減弱。另外，GSH-Px降低可能與腦智力發育障礙，大腦缺血、缺氧損傷，神經變性及重金屬中毒有關；腦内GSH-Px可能防止腦細胞受到氧化損傷。在人、牛、山羊和鼠乳汁中均可檢出GSH-Px，說明此酶存在于乳腺。早産兒母乳GSH-Px和LCP均高于足月兒，GSH-Px的抗氧化作用可以保護乳脂肪球膜的結構，可能對乳腺内脂肪酸分泌和嬰兒營養起輔助作用，對新生兒的發育起一定保護作用。GSH-Px與心血管系統疾病關系也很密切，與動脈粥樣硬化、原發性高血壓，心肌炎等均有關。在嚴重動脈粥樣硬化患者體内，GSH-Px活性降低，這可能是動脈粥樣硬化發生的獨立危險因素，提示該酶與此類疾病有重要聯系。
臨床意義
(1)機體抗過氧化能力指标之一。
(2)升高：糖尿病、鐮狀紅細胞性貧血、新生兒溶血、地中海貧血。
(3)降低：克山病、大骨關節病、多發性硬化症、癌症、冠心病、慢性胰腺炎、燒傷、手術。
