谷胱甘肽过氧化物酶 1 (GPX1) 是将过氧化氢还原成水的胞质硒蛋白 (1)。GPX1 在迄今为止所鉴定的五种 GPX 同工型当中是最丰富的并且普遍存在的 (2)。它是细胞抗氧化防御的重要组分并且和多种疾病状况相关，如结肠癌 (3)、冠状动脉病 (4) 和胰岛素抵抗 (1)。硒蛋白谷胱甘肽过氧化物酶4（GPX4）是铁死亡的主要调节剂，铁死亡是铁依赖性脂质过氧化诱导的程序性细胞死亡的一种形式（5,6）。GPX4 将脂质氢过氧化物转化为无毒脂质醇，从而防止了铁锈病（6）。研究表明，硒可增强 GPX4 表达并抑制铁传染性死亡以保护神经元（7）。另外，某些抗治疗性癌细胞依靠 GPX4 存活。GPX4 的丢失会导致铁死亡，从而防止小鼠肿瘤复发（8）。此外，由 GPX4 介导的氧化还原稳态对于激活胞质 DNA 感应 cGAS-STING 通路和随后的先天免疫应答（9）的启动是必不可少的。硫氧还蛋白是在许多真核和原核生物中发现的小分子氧化还原蛋白。在一个高度保守的活跃位点序列内的一个对半胱氨酸可以被氧化形成一个二硫键，该二硫键可以被硫氧还蛋白还原酶还原 (10)。现已发现多种形式硫氧还蛋白，包括胞质硫氧还蛋白 1 (TRX1) 和线粒体硫氧还蛋白 2 (TRX2)。硫氧还蛋白可以参与许多细胞过程，包括氧化还原信号转导、氧化应激反应以及蛋白质还原 (10)。硫氧还蛋白在人类疾病中的作用，比如癌症、衰老与心脏病，目前尚在研究中 (11)。硫氧还蛋白在癌症进展中可以起重要作用，因为它可以充当前凋亡激酶 ASK1 的负向调控因子 (12)。研究发现，硫氧还蛋白的表达变化与脑膜炎球菌感染性休克和急性肺损伤相关 (13,14)。硫氧还蛋白还原酶 1 (TRXR1) 是一种含硒代半胱氨酸的蛋白，在氧化还原稳态中发挥作用 (15-20)。它的底物是硫氧还蛋白，是另外一种氧化还原蛋白 (15)。它们共同发挥着许多广泛的功能，如抗氧化调节反应 (17-20)、细胞增殖 (16,17,19)、DNA 复制 (16,17)和转录过程 (17,19)。TRXR1 还能够还原一系列广泛的细胞蛋白 (15,17)。不管是由于饮食变化 (16,20) 还是由于甲基汞 (18) 摄入导致的硒缺乏都会影响 TRXR1 的正确表达和功能。可能正是这种效应导致了高氧化状态，而这种效应是由于缺少足够量的硒元素，导致硒半胱氨酸密码子 UGA 被错误地读作了终止子 (18)。TRXR1 的细胞增殖和抗氧化防御效应使得它可以用作药物的一个潜在治疗靶点。广泛表达的硫氧还蛋白相互作用蛋白 (TXNIP) 可以结合并抑制硫氧还蛋白来调节细胞的氧化还原状态 (21-23)。研究表明，高血糖诱导 TXNIP 表达可以增加细胞的氧化应激水平 (21)。此外，这些研究表明，通过直接结合葡萄糖转运蛋白 Glut1 刺激受体内化或通过间接减少 Glut1 mRNA 水平，TXNIP 可减少葡萄糖摄入 (23)。进一步的研究表明，TXNIP 在胰岛素 mRNA 的转录调节中发挥作用 (24)。微阵列分析表明，TXNIP 作用于 PPARγ 的下游，是一个潜在的抑癌基因，可以控制甲状腺癌细胞的进展 (25)。此外，TXNIP 蛋白可能是 2 型糖尿病和某些与 ER 应激相关疾病的潜在治疗靶标 (26)。Prdx1 属于非硒基过氧物酶家族，可作为 H₂O₂ 清除剂发挥作用。Prdx1 在 Tyr194 位点的瞬态磷酸化导致 Prdx1 失活 (27）。