中文摘要：

本项目依据酶学新进展，紧密结合化学诱变和定点突变技术，设计了转化天然谷胱甘肽转硫酶制备具有高效谷胱甘肽过氧化物酶活性的含硒人工酶的技术路线。即以谷胱甘肽转硫酶中天然存在的谷胱甘肽特异性结合部位为GPX活性中心模型，将多种催化因素，特别是催化基团硒代半胱氨酸或碲代基团合理装配于此结合部位，模拟机体重要的抗氧化硒酶- - -谷胱甘肽过氧化物酶。理论上将在分子水平上观察底物结合和催化基团邻近效应在催化机制中所起的重要作用，揭示人工模拟此酶的一般规律，为酶的催化学说提供实验依据，具有重要的学术意义；在实践上，将制备一种具有高催化效率、高抗氧化生物活性、稳定并具有理想组织穿透力的含硒人工酶，为开发治疗心脑血管疾病等重大疾病的实用药物打基础。

结论摘要：

本课题以分子识别为基础，设计改造天然酶活性中心，成功制备了识别与催化高度协同的多种含硒人工酶，将人工硒酶的催化活性提高到天然酶水平。 首先，利用基因工程法构筑硒酶活性部位取得重要成果。基于天然酶谷胱甘肽硫转移酶 (GST) 和谷胱甘肽过氧化物酶（GPX）具有同源进化祖先，活性部位皆具有底物谷胱甘肽GSH特异性结合部位的结构特点，改造天然酶结合部位，采用化学突变和基因工程定点突变等方法，将GPX的诸多催化因素合理装配在GST的谷胱甘肽结合部位上，使催化硒原子与反应性底物谷胱甘肽的硫原子在空间位置准确定位，精确模拟了硒酶GPX活性中心，构建了活力达天然酶水平的含硒人工酶。以生物酶为活性部位骨架，利用化学修饰法将碲代替硒为催化官能团，定点引入到枯草杆菌蛋白酶底物结合部位，制备了首例半合成碲蛋白 - 碲代枯草杆菌蛋白酶。此人工酶表出重要的硒酶活性，高抗氧化活性。细胞和亚细胞抗氧化试验表明人工酶硒（碲）酶具有优良的保护心肌线粒体、膜质细胞膜免受氧化损伤的能力。通过本项目研究，共发表SCI研究论文13篇，重要结果在权威杂志J. Am. Chem. Soc和 J. Biol. Chem.等杂志发表。