生物体内的氧化代谢会产生少量的自由基，体内的抗氧化系统(抗氧化剂和自由基清除酶类)能及时清除自由基，以维持自由基代谢的平衡。但是在一些损伤因素(如：缺血、缺氧、离子辐射、紫外线照射、化疗药物、化学试剂等)的作用下，自由基代谢平衡被打破，导致体内大量自由基的产生和堆积，并对细胞产生毒性。生物膜上的许多不饱和脂肪酸对活性氧的进攻非常敏感，而且一旦反应启动，就会以连锁反应方式进行下去，造成大量脂质过氧化物的产生，这些过氧化物被断裂成不同大小的醛类分子，对细胞产生很强的毒性，使生物膜的结构发生改变，进而影响其功能，如使膜的流动性下降、通透性改变、膜运输过程紊乱等。 谷胱甘肽过氧化物酶(GPX)是生物体内抗氧化酶之一，广泛分布于细胞、血液和组织中，通过消除机体内的过氧化氢及脂质过氧化物，阻断自由基对机体的损伤，从而保证细胞及组织的正常生理功能。现代医学证明，很多种严重危害人类健康的疾病，如白内障、糖尿病、克山病及心脑血管疾病等发生，都与自由基代谢紊乱有关。所以GPX具有非常重要的药用开发价值。但天然GPX来源有限、稳定性差，不利于大规模制备及其应用，因为它的催化基团硒代半胱氨酸(Sec)很难用传统的基因工程技术表达，因而对它的人工模拟成为开发这类药物的一个方向。科学家投入相当大的精力研究GPX的结构与功能关系，设计合成了大量的GPX模拟物，并研究了这些模拟物的生物学效应。由于从化学的角度出发只考虑了它的催化基团，没有考虑酶催化过程中酶对底物的识别和结合，设计合成的GPX模拟物的活力普遍不高。 我们利用噬菌体展示肽库筛选出了具有谷胱甘肽(GSH)结合能力的一系列小肽，经对比分析我们选定了一个对谷胱甘肽结合能力强的肽序列，通过化学修饰的方法把GPX的催化基团引入到小肽上，构建了一个具有GPX活力的肽酶，它的活力为190U/μmol，明显高于以前所报道的任何小分子模拟物，这得益于我们不仅考虑了它的催化基团，还考虑了它的底物结合部位。 对这一系列小肽分析发现它有些部位的氨基酸，如Arg，具有保守性，还有一些疏水的氨基酸成簇出现，这些保守的区域与底物的结合有关，借助计算机的模拟我们设计了一个小肽，通过化学修饰引入了谷胱甘肽过氧化物酶的催化基团Sec，构建了另一个具有谷胱甘肽过氧化物酶活力的肽酶(pepzyme)。它的比活力高达260U/μmol，这证明了我们设计思路的正确。对它进行了酶学性质的研究，它催化GSH还原H2O2的最适温度为58.2℃；催化GSH还原H2O2的最适pH为8.94。反应机制为乒乓机制，与天然酶相同。这说明考虑酶的底物结合位点能够显著地提高模拟酶的活力。 由于GPX极其重要的生物学意义，具有GPX活力的化合物近年来引起科学家的极大关注。模拟GPX不仅能阐明酶催化的机理，而且高GPX活力的人工酶极有可能成为未来预防和治疗由ROS(ReactiveOxygenSpecies)介导的疾病的有效的药物前体化合物。我们建立了脂质过氧化损伤模型，研究了这个小肽的生物学效应。证明15SeP对培养表皮细胞确实具有很好的保护作用，能够使培养表皮细胞抵抗H2O2诱导的脂质过氧化损伤。它能够保持细胞膜的完整性，防止H2O2诱发的乳酸脱氢酶(LDH)的泄漏，使介质中LDH含量明显降低，15SeP能够使细胞膜能够保持良好的通透性，能防止过氧化氢所引起的DNA片段化。因此它在氧化损伤的条件下能有效的保护细胞。