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活性氧（ROS）是细胞代谢过程中产生的中间产物,正常浓度下,能够参与调控机体内多种重要的信号转导,对细胞功能具有调控作用。正常生理条件下,ROS的产生与消除处于动态平衡的状态,以维持正常的生理功能。在外界恶劣的环境影响下,这一平衡将会被打破。过量产生的ROS在细胞内蓄积,对机体DNA、蛋白质、脂质等成分造成损伤,引发多种危害人类健康的疾病,如:心血管疾病、糖尿病、缺血再灌注损伤、衰老甚至癌症等。谷胱甘肽过氧化物酶（GPx）是一类能够发挥抗氧化作用的酶类,可以清除体内包括过氧化氢在内的多种过氧化物,对抗活性氧（ROS）引起的衰老和病变。其中,谷胱甘肽过氧化物酶1（GPx1）是最早发现的含硒抗氧化酶,能够有效催化H2O2的还原反应,参与胰岛素信号通路,影响糖尿病的发生与发展。然而,天然的谷胱甘肽过氧化物酶1来源有限、稳定性差,成为其作为药物应用于各种疾病治疗的阻碍。通过化学修饰或者生物工程方法对蛋白质药物进行改造,是获得长效稳定蛋白质药物的常用手段。聚乙二醇是一种安全性高的生物材料,已经被FDA批准应用于药品、化妆品的研发和生产中。聚乙二醇修饰技术常用于改变蛋白质药物性质,以期降低免疫原性、延长半衰期、提高药物稳定性等,已成功应用于多种蛋白质、多肽类药物的修饰,并且部分实现商品化。本研究选用分子量为5kD的单甲氧基聚乙二醇琥珀酰亚胺碳酸酯（mPEG-SC）对谷胱甘肽过氧化物酶1的氨基进行修饰。首先通过改变GPx1与mPEG-SC摩尔比、反应时间、反应体系pH以及反应温度,我们确定了修饰反应的最优条件。采用聚丙烯酰胺凝胶电泳（SDS-PAGE）、基质辅助激光解吸电离飞行时间质谱（MALDI TOF）以及核磁共振氢谱（1H NMR）对修饰产物进行了表征。通过透析、分子筛的方式得到了修饰产物,采用马尔文激光粒度仪测定了修饰前后粒径和Zeta电位的变化。我们对修饰产物的酶活及稳态动力学进行了研究,对比了GPx1及SC-mPEG-GPx1的稳定性差异。结果表明,在pH8.0的PBS反应液中,GPx1与mPEG-SC摩尔比1:60在20℃反应20min,得到最优反应条件。SDS-PAGE结果表明,mPEG-SC成功修饰到GPx1上。基质辅助激光解吸电离飞行时间质谱（MALDI TOF）确定了修饰产物的分子量为29154道尔顿,与预期相符。我们通过动态光散射测定了合成的SC-mPEG-GPx1的粒径和Zeta电位,发现修饰后的粒径更小,在体内更容易转运到指定部位。在此研究中我们最关注的是修饰后活力的变化情况,为了排除游离mPEG-SC对活力测定的影响,除常规对照组外,我们还设置了加入游离mPEG-SC的对照组,结果表明mPEG-SC对测活体系没有影响。通过测定,SC-mPEG-GPx1具有较好的抗氧化活性,活力为202.16（U/mg）。同时我们在SC-mPEG-GPx1的稳态动力学研究中发现,SC-mPEG-GPx1的催化机制与修饰前GPx1一样,均为乒乓机制。此外,我们对SC-mPEG-GPx1催化反应的最适条件进行了探索,确定温度为37℃、pH值为9时具有最大活力。同时将GPx1、SC-mPEG-GPx1在4℃条件下保存一段时间,测定活力,绘制随时间变化的活力保留曲线,结果显示SC-mPEG-GPx1的稳定性明显高于GPx1,放置115天后活力保留仍可达近20%。综上所述,本研究成功地对谷胱甘肽过氧化物酶1（GPx1）进行了聚乙二醇修饰,并发现修饰后产物SC-mPEG-GPx1具有更优的生物活性,这对日后将其作为药物应用于临床具有重要的推进作用。