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外觀 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
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硒的两种同素异形体 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
概況 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
名稱·符號·序數 | 硒(Selenium)·Se·34 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
元素類別 |
非金屬 有人認為其為類金屬 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
族·週期·區 | 16·4·p | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
標準原子質量 | 78.971(8) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
電子排布 |
[氩] 3d10 4s2 4p4 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
歷史 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
發現 | 贝采里乌斯 和 约翰·甘恩(1817年) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
分離 | 贝采里乌斯 和 约翰·甘恩(1817年) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
物理性質 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
物態 | 固體 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
密度 |
(接近室温) (灰硒) 4.81 g·cm−3 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
密度 |
(接近室温) (红硒) 4.39 g·cm−3 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
密度 |
(接近室温) (晶体硒) 4.28 g·cm−3 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
熔點時液體密度 | 3.99 g·cm−3 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
熔點 | 494 K,221 °C,430 °F | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
沸點 | 958 K,685 °C,1265 °F | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
臨界點 | 1766 K,27.2 MPa | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
熔化熱 | (灰硒) 6.69 kJ·mol−1 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
汽化熱 | 95.48 kJ·mol−1 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
比熱容 | 25.363 J·mol−1·K−1 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
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原子性質 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
氧化態 |
6, 4, 2, 1, -2 (强酸性) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
電負性 | 2.55(鲍林标度) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
電離能 |
第一:941.0 kJ·mol−1 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
原子半徑 | 120 pm | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
共價半徑 | 120±4 pm | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
范德華半徑 | 190 pm | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
雜項 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
晶體結構 | 六方 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
磁序 | 抗磁性 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
熱導率 | (无定形硒) 0.519 W·m−1·K−1 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
膨脹係數 | (25 °C)(无定形硒) 37 µm·m−1·K−1 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
聲速(細棒) | (20 °C)3350 m·s−1 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
楊氏模量 | 10 GPa | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
剪切模量 | 3.7 GPa | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
體積模量 | 8.3 GPa | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
泊松比 | 0.33 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
莫氏硬度 | 2.0 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
布氏硬度 | 736 MPa | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
CAS號 | 7782-49-2 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
最穩定同位素 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
主条目:硒的同位素
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硒對生物來說是必需,但同時也有毒性。硒的性质与硫及碲相似;在有光时,导电性能较黑暗时好,故可用来做光电池。
硒可以和硝酸或硫酸反应。硒可以在空气中燃烧,产生二氧化硒,伴有蓝色火焰。
硒也可以和大多数金属反应,如[1]:
硒和碱金属氰化物共熔,得到硒氰酸盐,如[1]:
和过渡金属氰化物在液氨中反应,会有不同的反应发生,如[1]:
硒是人體必需的微量礦物質營養素[2],多以氧化態(Se(Ⅱ)、Se(Ⅳ)、和Se(Ⅵ)存在,化學性質與硫相似,許多含硫胺基酸,如甲硫胺酸(Met)、半胱氨酸(Cys)、胱氨酸也可用硒取代硫。
硒在動物組織中最常以甲硒胺酸(selenomethionine,簡稱SeMet)和硒半胱氨酸(selenocysteine,簡稱SeCys)的形態存在,其中甲硒胺酸無法由人體合成,僅能由植物合成後經攝食再經消化代謝而獲得,故食材動植物來源組成將決定硒在飲食中的形式,此外,人體中甲硒胺酸可以取代甲硫胺酸;但硒半胱胺酸不能取代半胱胺酸。硒在生理上的功能除了抗氧化外,還調控了甲狀腺的代謝和維他命C的氧化還原態,也曾被提出和抗癌相關的可能性。在食材成分含量裡,同種植物性食材含硒成分變化相當大,乃因各原植物生長地的土壤中硒的濃度不同,當地的動物也隨之反映相應情形,因此硒營養缺乏或過量情形常有地域性關係。
然而,純硒元素和金屬硒化物的毒性相對上不大,而且有些為重要的微量元素之一。嚴重缺乏可引致克山症和溪山症。它們的病徵有:心肌壞死、萎縮、軟骨組織壞死。另外又與甲狀腺腫、呆小症和習慣性流產有關。
人體本身的硒總含量為15mg。男性體內的硒多集中在睪丸及前列腺輸精管中,會隨精液一起排出體外。人體與動物有二個硒儲存庫,一為身體蛋白質的甲硒胺酸(SelenoMethionine,SeMet),它的儲存量視飲食中SeMet量而定,其提供硒的量,取決於甲硫胺酸的轉換率;二為肝臟酵素榖胱甘肽過氧化酶(glutathione peroxidase,GPX)的硒。
硒存在於土壤中,而世界各地的土壤硒含量皆不相同,各地植物所含的硒濃度也因此不同。一般而言,食物中的瘦肉、柿子、蒜頭、海產、蔥、南瓜等含有多量的硒。動物製品的硒含量(約0.4-1.5μg/g)比植物體高;一般植物穀類的硒含量範圍可在<0.1μg/g─>0.8μg/g;在海洋生物中,硒類的含量也比植物多,但由於魚類(尤其是體內含汞的魚類)會形成汞─硒複合體,造成對硒的生物利用性極低,故雖然硒在魚類的含量多但對於魚類本身的利用性極低;至於肉類會提供0.1-0.4μg/g;乳製品的硒含量則為<0.3μg/g。
另外,全穀物和核果種子也是好的來源。在飲水中提供的硒攝取量十分有限,除非水流經含硒量高的土壤地區才可能有較高的含量。
植物中的硒是因硒取代硫而進入植物體,硒型態有甲硒胺酸、硒胺酸與其代謝產物等。動物生長需要硒,在攝食植物時獲得甲硒胺酸。飲食中硒的形式取決於動植物食品的組合。
食品名稱/重量 | 硒(μg) |
鮪魚 / 3 oz | 68 |
火腿(瘦肉)/ 3 oz | 42 |
蛤蜊 / 3 oz | 41 |
鮭魚 / 3 oz | 40 |
義大利蛋麵 /1杯 | 35 |
沙朗牛排 / 3 oz | 28 |
雞胸肉 / 3 oz | 20 |
Special K cereal | 17 |
麩燕麥片 / 1杯 | 14 |
全麥麵包 / 1片 | 10 |
燕麥糊 / 1/2杯 | 10 |
白麵包 / 1片 | 9 |
葡萄乾麥片 / 1杯 | 4 |
民眾的實際硒攝取量會因地而異,美國平均每日81μg、加拿大每日113–220μg ,高於RDA。均飲食估計可提供約104-124 μg的硒。成人之上限攝取量(UL)訂為400μg。
硒的建議量在1980年只能根據估計而得,稱為Estimated safe and adequate dietary intake(ESADDI);2000年則根據需要量之科學研究而訂定每日建議攝取量(RDA)。
過去曾有關於臺灣境內硒之飲食攝取量的研究[4],分析結果六日飲食的硒攝取範圍在104~124μg(1.3~1.6μmol)/day,平均值為112μg(1.4μmol)/day,加上臺灣非低硒區域,且食品貿易進出口抹去食品在硒含量上的地域性限制,推測臺灣境內應無硒營養缺乏的問題。
年齡 | 美國 (μg/day)[6] | 台灣 (μg/day)[7] | |
0 個月~ | AI=15 | 15 | |
6個月~ | AI=20 | 20 | |
1歲~ | 20 | 20 | |
4歲~ | 30 | 25 | |
7歲~ | 30 | 30 | |
10歲~ | 40 | 40 | |
13歲~ | 40 | 50 | |
14歲~ | 55 | 50 | |
孕婦 | 60 | 60 | |
哺乳 | 70 | 70 |
年齡 | 美國 (μg)[8] | 台灣 (μg)[9] | |
0月~ | 45 | 35 | |
3月~ | 45 | 50 | |
6月~ | 60 | 60 | |
9月~ | 60 | 65 | |
1歲~ | 90 | 90 | |
4歲~ | 150 | 135 | |
7歲~ | 150(4~8歲) | 185 | |
10歲~ | 280 | 280 | |
13歲~ | 400(14歲~) | 360 | |
16歲~ | 400 | 400 | |
19歲~ | 400 | 400 | |
懷孕期 | 400 | 400 | |
哺乳期 | 400 | 400 |
資料來源:[10]
有機和無機形式的硒都可以很有效率的被吸收,只是發生在不同的腸道部位;吸收率並非調控動物體硒之恆態的機制。十二指腸是硒主要的吸收位置,空腸和迴腸則有少量的吸收,但胃則沒有吸收硒之能力。甲硒胺酸的吸收效率比亞硒酸鹽(selenite)來的好。含有硒的胺基酸吸收是利用胺基酸運送系統,吸收率可達到80%。甲硒胺酸的吸收率比硒胺酸好。在某些研究中亞硒酸鹽的吸收率可達到85%以上,因與腸道中物質的交互作用,吸收率較有變化。一但吸收後,保留程度高於硒酸鹽。硒酸鹽(selenate)的吸收又比亞硒酸鹽好,幾乎被完全吸收;但併入組織前,大部分會由尿中排除。
維生素A、維生素C、維生素E都會增加硒的吸收,當在小腸腔的榖胱甘肽(glutathione, GSH)濃度低時也會增加吸收。重金屬(例:水銀)和植酸被認為會抑制硒的吸收。
高劑量的維生素C、鋅及重金屬(例如:汞)會減少硒的吸收;但若在飲食中合併食用硒及維生素C,硒可以和飲食中的胺基酸形成保護結構進而不影響其吸收[11]。
小腸吸收之硒會和運輸蛋白結合經血液攜帶至肝和其他組織。腎臟、肝臟、心臟、胰臟和肌肉都是硒含量較高的組織,肺臟、腦部、骨骼和紅血球也含有硒。目前如何調控硒從組織釋放到血漿裡或是組織從血漿裡吸收的作用機制仍然不明。存在血漿中的硒,與許多不同分子結合成不同的形式存在著。其中最多的就是硒半胱氨酸(Selenocysteine,Sec):由硒原子取代原本在半胱氨酸中的硫原子而存在,由硒蛋白質P(Selenoprotein P)這個運輸蛋白所攜帶,而這個運輸形式在血漿中也佔了一半以上。其它類型的運輸形式還有甲硒氨酸(Selenomethionine),由硒原子取代原本在甲硫氨酸中的硫原子而存在,也是由硒蛋白質P所攜帶;除了這兩種有機硒之外,也有無機硒的運輸形式:硒酸鹽、亞硒酸鹽、硒化氢,與在人體血液中α球蛋白及β球蛋白的巯基( sulfhydryl groups)結合,例如:極低密度脂蛋白(VLDL)和低密度脂蛋白(LDL)。
而前述各種帶有硒且存在於血漿中的分子,均會被細胞所吸收。而細胞則釋放甲基化的硒化物至血漿中,再經由尿液將其排出體外。
含硒胺基酸和無機態硒都會在組織中進行代謝。從飲食而來的甲硒胺酸其利用情形和甲硫胺酸相似,可儲存在胺基酸代謝池中,用於合成蛋白質,也可代謝成硒半胱氨酸和硒胱胺酸。
硒胺酸可以從飲食中直接得到,或是經由甲硒胺酸代謝而來。硒半胱氨酸經由β-硒半胱氨酸裂解酶作用之後產生游離態硒。游離態硒可以從谷胱甘肽(GSH)得到氫,然後生成硒化物(selenide)。硒化物有兩個代謝途徑,其一是經過甲基化作用後藉由尿液排出體外,或是形成硒代磷酸鹽(selenophosphate),這是體內重要含硒酵素的前驅物,例如5'-脫碘酶(5'-deiodinase)或榖胱甘肽過氧化酶(glutathione peroxidase)。
從食物中得來的硒酸鹽在體內可轉換成亞硒酸鹽,更進一步代謝成硒代谷胱甘肽(selenodiglutathione)及硒離子,後者成為硒蛋白或酵素的原料。
硒最主要的功能是作為各種en:selenoprotein硒蛋白的組成分,進而影響其酵素活性或功能。
硒蛋白的硒胺酸是在轉譯過程合成並直接利用的,稱為轉譯插入反應(translational incorporation)。合成途徑需要的蛋白質有:硒胺酸合成酶selenocysteine synthase、硒半胱胺酸專用延長因子selenocysteine-specific elongation factor、selenocysteine-specific tRNA(tRNASec)、硒代磷酸鹽合成酶 selenophosphate synthetase。硒胺酸對應的基因密碼是UGA,此密碼通常當做終止密碼,但若配合mRNA序列3’端未轉譯區域具有獨特的二級結構SECIS(selenocysteine insertion sequence),則成為轉譯硒胺酸的密碼。
自然界中有許多細菌、植物或動物都能利用硒化氫(hydrogen selenide)合成多種有機化合物,如大蒜中的selenide garlic就是含有高單位的Se-methylselenocysteine。人類需要直接攝取有機的硒化物。自然界中甲硒胺酸(selenomethionine)插入硒蛋白質中是直接取代甲硫胺酸(methionine)的位置而得。也就是說在含甲硒胺酸的蛋白質合成過程是直接把甲硒胺酸當作甲硫胺酸編入,並沒有特殊密碼。人類再利用甲硒胺酸釋出的硒,先合成磷酸硒(selenophosphate)再生成硒半胱胺酸(selenocysteine, Sec)或其他小分子,再利用UGA的密碼將Sec編入人體的特殊蛋白硒蛋白質。人體硒的儲存者可能是硒蛋白質 P(selenoprotein p),在已被發現的14種硒蛋白質中只有硒蛋白質 P含有10到12個Sec,其Sec數可以隨血中硒的濃度而改變。其他的硒蛋白質都只有單一個Sec。所以硒帶蛋白質 P可能是人類硒的儲存池,當食物中硒供應不足時硒蛋白質 P就會釋出硒供人體利用,但是 至今仍無法證實其功能。
合成反應主要有四個步驟(圖示[15])
硒缺乏會引起牲畜類動物疾病。硒缺乏造成硒蛋白質酵素活性下降。若硒以外之營養狀況良好,硒缺乏僅造成輕微的臨床症狀。若伴有營養不良、化學藥物、感染等壓力,則會動物會出現嚴重病症。例如:硒缺乏加上維生素 E缺乏可導致大鼠與豬的之脂質過氧化與肝臟壞死,使豬、牛、羊的心臟損傷。在受感染的小鼠體內,硒缺乏可導致非致病性的coxsackie B3病毒轉變為具致病性的病毒,而造成小鼠的心肌炎。
人體攝取不足時,會造成克山病(Keshan disease)和溪山症(Kashin-Beck disease)。
元素態的硒和大部分的金屬硒化物毒性較小,因為生物可用性(bioavailability)小。硒酸鹽和亞硒酸鹽的毒性較大,硒化氫(hydrogen selenide)的毒性最大,是一種氣狀的硒化合物。有機態硒化物如甲硒胺酸和硒胺酸與含硫胺基酸相似,因此毒性較無機態硒為低,但其吸收率高,雖不致造成急性毒害,但長期大量攝取,會產生與無機硒相似的中毒症狀。
硒中毒(selenosis)可能發生在工人以及攝取過多硒的族群。目前訂定硒的上限攝取量為每天400μg;硒的副作用發生最低量(LOAEL)為910 μg。攝食過量時,極易導致毛髮異樣、指甲脫落、腳趾甲異樣等副作用,不過並無飲食硒中毒的案例。
中毒的嚴重程度與所攝取的硒含量成正比的關係。中毒的症狀包含:反胃嘔吐、疲勞、腹瀉、頭髮與指甲損壞、異常刺痛感等,也會干擾硫的正常代謝以及抑制蛋白質合成。服用含有高量硒的藥物會造成急性硒中毒,嚴重過量會導致肝硬化, 肺水腫(pulmonary edema),甚至喪命。治療硒在體內不平衡所造成的症狀目標:1.降低關節炎症狀;2.降低血壓;3.改善皮膚、毛髮及指(趾)甲問題。
食物硒含量取決於土壤硒含量。美國雖有高硒地區,但農業部(USDA)已確認這些地區,並禁止飼養動物作為食物來源。美加地區食物運銷系統發達,可確保個人不會只攝食到當地農產,保障民眾硒攝取量不致過高或過低。
硒蛋白質含量在硒需要量達到後,即呈現飽和狀態,不再隨硒攝取量增加而上升,因此無法被用於評估硒的毒性。測量組織(血液、血漿)的硒含量有助於評估硒中毒的危險性。尿液硒排除量在特定控制之條件下,可作為硒毒性的指標。臨床症狀如毛髮、指甲易碎裂脫落等常被報導,是主要的評估終點。硒的甲基化代謝物因測量誤差大,且受許多因素影響,不適用於硒中毒指標。
體內含鉛量增多時會有硒濃度下降的現象。銅不足會降低榖胱甘肽過氧化酶和5'-脫碘酶的活性。硒與甲硫胺酸的利用有關。從食物攝取的硒有一部分是甲硒胺酸的形式,可作為合成蛋白質的材料。當甲硫胺酸供應不足時,甲硒胺酸會成為它的替代物而用在蛋白質的合成,而不會代謝成為硒離子以供利用,間接引發硒的不足。鐵的缺乏會減少榖胱甘肽過氧化酶的合成,減少組織中的硒濃度。維生素E和榖胱甘肽過氧化酶同樣有抗氧化的功能,在使細胞膜和DNA免於自由基的攻擊機制上,硒和維生素E常一起作用,在功能上也有互補作用,其中一者濃度較高會減低另一濃度較低者所造成的影響[18]。
硒,特别是在II氧化态的硒与碳形成稳定的键,其结构类似于相应的有机硫化合物。硒和硫有類似的性質,因此,許多有機硫化合物都有硒的版本。
硒醇和醇類一樣有易揮發性,和硫醇同樣有異味,且醇類都會有硒醇衍生物,如正丁醇的衍生物為正丁硒醇,硫醇亦然,如乙硫醇的衍生物為乙硒醇。
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1 | H | He | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
2 | Li | Be | B | C | N | O | F | Ne | |||||||||||||||||||||||||||||||||||
3 | Na | Mg | Al | Si | P | S | Cl | Ar | |||||||||||||||||||||||||||||||||||
4 | K | Ca | Sc | Ti | V | Cr | Mn | Fe | Co | Ni | Cu | Zn | Ga | Ge | As | Se | Br | Kr | |||||||||||||||||||||||||
5 | Rb | Sr | Y | Zr | Nb | Mo | Tc | Ru | Rh | Pd | Ag | Cd | In | Sn | Sb | Te | I | Xe | |||||||||||||||||||||||||
6 | Cs | Ba | La | Ce | Pr | Nd | Pm | Sm | Eu | Gd | Tb | Dy | Ho | Er | Tm | Yb | Lu | Hf | Ta | W | Re | Os | Ir | Pt | Au | Hg | Tl | Pb | Bi | Po | At | Rn | |||||||||||
7 | Fr | Ra | Ac | Th | Pa | U | Np | Pu | Am | Cm | Bk | Cf | Es | Fm | Md | No | Lr | Rf | Db | Sg | Bh | Hs | Mt | Ds | Rg | Cn | Nh | Fl | Mc | Lv | Ts | Og | |||||||||||
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