第七章 激素及其作用机制课件

《第七章 激素及其作用机制课件》由会员分享，可在线阅读，更多相关《第七章 激素及其作用机制课件（61页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。

1、第七章激素及其作用机制 Hormone,王伟章 博士/副教授 生物化学与分子生物学系 wei- QQ：105969855,主要内容,第一节 概述 第二节 主要激素的化学与 生理生化功能 第三节 激素作用机制和受体,一、定义,激素:由内分泌腺或具有内分泌功能的组织所产生的，通过扩散或血液转运到作用细胞或器官（靶细胞或靶器官），调节细胞和器官代谢的化学信息分子。,二、激素的特性,1、合成的可调控性 激素在体内的合成速度及合成量受机体生理状态、内外环境的改变和其它激素的调控。 2、分泌的可调控性 激素在体内的分泌也受机体生理状态、内外环境的改变和其它激素的调控。,二、激素的特性,3、作用特异性 激素

2、通过与靶细胞上存在的受体的特异结合而发挥生理效应。 4、作用的微量性 特异性、亲和力高、级联放大。 5、作用通过中间介质 激素中间介质级联放大,二、激素的特性,6、作用的“快反应”和“慢反应” （1）快反应激素作用于靶细胞，短时间内就产生生理效应。 （2）慢反应激素作用于靶细胞，需要较长时间才会产生生理效应。 7、脱敏 激素长时间作用于靶细胞时，靶细胞会产生一种降低其应答强度的倾向。,三、激素的化学本质和分类,1.化学本质,氨基酸衍生物类：甲状腺素、肾上腺髓质激素等 蛋白质多肽类：胰岛素等 甾体类激素：性激素、肾上腺皮质激素等 脂肪酸衍生物类激素：前列腺素等,三、激素的化学本质和分类,2.溶解

3、性质,脂溶性激素：易通过生物膜，需要与血清蛋白结合而运输，不易被代谢清除。与细胞内受体结合产生效应。 水溶性激素：一般不需与血清蛋白结合而运输，易代谢清除。与细胞膜受体结合产生效应。,三、激素的化学本质和分类,3.作用距离,内分泌激素：通过血液循环作用于远距离靶细胞、靶器官。 旁分泌激素：作用于邻近的靶细胞。 自分泌激素：作用于分泌细胞自身。,主要内容,第一节 概述 第二节 主要激素的化学与 生理生化功能 第三节 激素作用机制和受体,一、氨基酸衍生类,甲状腺素（Thyroxine）：甲状腺分泌 肾上腺素（Epinephrine）：肾上腺髓质分泌 5-羟色胺（5-hydroxy tryptami

4、ne）：肠道嗜铬细胞分泌 松果腺素（Melatonin） ：松果腺分泌,甲状腺素,L-甲状腺素（L-3, 5, 3, 5-四碘甲腺原氨酸 ，T4）,L-3, 5, 3-三碘甲腺原氨酸 ，T3,含量： T4 T3 活性： T3 T4 约大35倍,甲状腺素的生化功能,甲状腺素促进物质代谢、增加耗氧量及产热！,1、适量激素促进蛋白合成，大量激素促进蛋白分解。 2、适量激素促进糖原合成，大量激素促进糖原分解， 加强胰岛素和儿茶酚胺的作用。 3、加强脂肪动员，使血胆固醇降低。 4、促进骨骼钙化，促进机体生长发育。,常见的甲状腺素疾病,1、地方性甲状腺肿由缺碘引起 2、甲状腺机能亢进甲状腺素分泌增多 3、

5、甲状腺机能低下 幼年：呆小病 成人：黏液性水肿,酪氨酸,多巴,多巴胺,去甲肾上腺素,肾上腺素,苯丙氨酸,羟化,化学本质酪氨酸衍生物,肾上腺素的生化功能,糖代谢：促进糖原分解、增强糖异生，抗胰岛素 脂代谢：促进脂肪动员、抑制脂肪合成 蛋白质：促进蛋白质分解,麻黄素,肾上腺素,二、甾体类,肾上腺皮质激素,1、糖皮质激素：皮质醇、皮质酮 2、盐皮质激素：醛固酮、脱氢皮质酮,分类：,性激素,1、雄性激素：睾丸酮、脱氢异雄酮、雄烯二酮、雄酮 2、雌性激素：a.雌激素：雌二醇、雌酮、雌三醇 b.孕激素：孕酮,分类：,肾上腺皮质激素,（1）糖皮质激素的作用血糖升高,减少组织对葡萄糖的摄取，抑制血糖消耗 加强

6、蛋白质分解生糖 促进脂肪动员 增强肝脏糖异生各种酶的活性,（2）盐皮质激素的作用促进Na+、Cl-的 重吸收和K+、H+的排出，维持Na+，K+浓度。,三、脂肪酸衍生物类,种类：前列腺素、凝血噁烷和前列环素、白三烯 来源：花生四烯酸经（1）环加氧酶生成前列腺素、凝血噁烷和前列环素；（2）脂质加氧酶生成白三烯。 作用：参与细胞代谢的调节，与炎症、免疫、过敏及心血管疾病有关，对细胞代谢的调节具有重要的作用。,四、蛋白多肽类,下丘脑激素 垂体激素 降钙素 甲状旁腺素 胰腺激素 胸腺激素 胃肠道激素 其他激素,主要内容,第一节 概述 第二节 主要激素的化学与 生理生化功能 第三节 激素作用机制和受体,

7、细胞间信息传递的步骤,特定的细胞释放信息物质,信息物质经扩散或血循环到达靶细胞,与靶细胞的受体特异性结合,受体对信号进行转换并启动细胞内信使系统,靶细胞产生生物学效应,一、受体的分类,概念：靶细胞中（细胞膜上或细胞内）能识别配体并与其特异结合，将信号传递到细胞内部，进而引起各种生物学效应的一类物质。,细胞膜受体 细胞内受体,G蛋白耦联的受体 酶耦联受体,：甾体类激素、甲状腺素,分类,一、受体的分类,配体(ligand) ：能与受体呈特异性结合,结合后使该细胞产生特定生物效应的生物活性分子则称配体。 如：激素、神经递质、细胞因子等。,（一）膜受体-G蛋白耦联的信号转导途径 1. G 蛋白耦联受体

8、(G-protein coupled receptors, GPCRs) 又称七个跨膜螺旋受体,G蛋白偶联受体的结构 矩型代表-螺旋， N端被糖基化，C端的半胱氨酸被棕榈酰化,二、细胞膜受体作用机制,多种激素 神经递质,(1) 配体,(2) 受体结构的特点,（一）膜受体-G蛋白耦联的信号转导途径 1. G 蛋白耦联受体(G-protein coupled receptors, GPCRs),二、细胞膜受体作用机制,G蛋白作用部位,Extracellular,Cytoplasmic,COOH-,-NH2,i1,i2,i3,e1,e2,e3,TM1,TM2,TM3,TM4,TM5,TM6,TM7,

9、D,R,Y,G 蛋白耦联受体（400-600个氨基酸残基组成的多肽）,-S-S-,与配体结合,2. G蛋白,组成 是一类和GTP或GDP相结合、位于细胞膜胞浆面的外周蛋白。由、 三个亚基组成。 两种构象： 活化型: -GTP 非活化型: -GDP,G-proteins,GPCRs,R,H,AC,GDP,GTP,腺苷酸环化酶（AC）,AC,ATP,cAMP, 蛋白种类及功能,3. 效应器及下游效应分子,（1）腺苷酸环化酶系统,（2）肌醇-磷脂系统,cAMP - PKA pathway,组成：,胞外信息分子、受体、G蛋白、cAMP、 腺苷酸环化酶（adenylate cyclase，AC) 蛋白激

10、酶 A (protein kinase A,PKA),（1）腺苷酸环化酶系统,1）cAMP 的合成与分解,R,H,AC,GDP,GTP,腺苷酸环化酶,AC,ATP,cAMP,2）cAMP的作用机理,R 调节亚基 C 催化亚基,激活PKA,3）PKA的作用, 对代谢的调节作用,通过对效应蛋白的磷酸化作用，实现其调节功能。,肾上腺素对糖原代谢的影响,肾上腺素 受体,肾上腺素 受体复合物,激活蛋白,激活AC,ATP,cAMP,受cAMP调控的基因中，在其转录调控区有一共同的DNA序列(TGACGTCA)，称为cAMP应答元件（cAMP response element， CRE ）,对基因表达的调节

11、作用,cAMP应答元件结合蛋白(cAMP response element bound protein ,CREB)二者相互作用调节基因的转录。,ATP,cAMP,蛋 白 磷 酸 化,结构基因, , ,细胞核,DNA,蛋白质,cAMP信号传递过程的放大作用,信息分子-受体,GS,AC酶,cAMP,蛋白激酶A(PKA),酶磷酸化,信号分子,受体,G蛋白,腺苷酸 环化酶,ATP cAMP,蛋 白 激 酶 A,Pro Pro-p,生理功能调节,G蛋白耦联受体介导的产生cAMP的 信号转导系统,（2）肌醇-磷脂系统,磷脂酰肌醇信号途径 （Ca2+依赖性蛋白激酶途径）,1）组成：,胞外信息分子、G蛋白,

12、蛋白激酶C(protein kinase C, PKC),磷脂酶C(phospholipase C, PLC),甘油二酯(diacylglycerol, DAG),三磷酸肌醇( inositol 1, 4, 5 triphosphate,IP3 ),（2）肌醇-磷脂系统,2)DAG、IP3的生物合成,PIP2,PLC,DAG + IP, IP3的作用:水溶性小分子 内质网Ca2+ 作用于Ca2+通道 细胞浆Ca2+ DAG的作用： DAG Ca2+ (+) PKC 磷脂酰Ser,3）DAG、IP3的 作用,4) PKC 的生理功能, 调节代谢 活化的PKC引起一系列靶蛋白的丝 、苏氨酸残基磷酸

13、化。 靶蛋白包括： 质膜受体、膜蛋白和多种酶。, 调节基因表达 PKC 对基因的活化分为：早期反应 、晚期反应,PKC能使立早基因的反式作用因子磷酸化，加快该基因表达； 立早基因多为细胞原癌基因，表达的蛋白质为第三信使，有跨越核膜传递信息的功能； 第三信使磷酸化后，活化晚期反应基因，导致细胞增殖。,PKC 对基因的早期活化和晚期活化,IP3、Ca2+钙调蛋白激酶途径,与Gp结合,PLC,质膜上的磷脂酰肌醇二磷酸（PIP2）,IP3,DAG,肌浆网上的IP3操纵的钙通道开放,释放钙离子,作为第二信使调 节细胞多种功能,与钙调蛋白结合 发挥生物学效应,1肾上腺素受体 内皮素受体 血管紧张素受体,D

14、AG-蛋白激酶C途径,DAG+Ca2+,PKC活化,细胞膜Na+/H+ 交换蛋白磷酸化,磷酸化转录因子 （AP-1、NF-B）,H+外流增加、 Na+内流增加,促进靶基 因转录,顺式作用元件,三、细胞内受体作用机制,胞内受体(intracellular receptor) 包括：胞质和核内受体，为DNA结合蛋白。 相关配体：类固醇激素、甲状腺素等。 功 能 ：配体与受体结合后，调控靶细胞特定的DNA（基因）转录。,甾体激素受体结构：400-900个氨基酸,DNA结合区,核定位序列,激素结合区,受体调节区,N-端,C-端,热休克蛋白,激素,受体调节区,DNA结合区,激素结合区,甾体激素受体结构示

15、意图：,N-端,C-端,400-900个氨基酸,激素,热休克蛋白,热休克蛋白,热休克蛋白,热休克蛋白,热休克蛋白,热休克蛋白,热休克蛋白,热休克蛋白,热休克蛋白,热休克蛋白,热休克蛋白,热休克蛋白,热休克蛋白,热休克蛋白,热休克蛋白,类固醇激素受体家族,糖皮质激素 盐皮质激素 性激素,受体,（位于胞浆，未与配体结合前与HSP结合存在，无活性）,激活,与核内激素反应元件结合（HRE）,增强或抑制靶基因转录,甲状腺素受体家族,甲状腺素 维生素 维甲酸,受体（位于核内，不与HSP结合）,激活激素反应元件（HRE） 调节转录,胞内受体介导的信息传递过程：,激素,胞内受体,激素受体,进入核内,再形成核内复合物,调节基因转录,生物效应,进入胞内,胞内受体介导的信息传递,类固醇激素与甲状腺素通过胞内受体调节生理过程,甾体激素受体介导信息传递：,N-端,C-端,激素,热休克蛋白,热休克蛋白,热休克蛋白,热休克蛋白,热休克蛋白,热休克蛋白,热休克蛋白,热休克蛋白,热休克蛋白,热休克蛋白,热休克蛋白,热休克蛋白,热休克蛋白,热休克蛋白,热休克蛋白,热休克蛋白,热休克蛋白,热休克蛋白,热休克蛋白,热休克蛋白,热休克蛋白,热休克蛋白,热休克蛋白,热休克蛋白,热休克蛋白,热休克蛋白,配体-受体复合物,DNA,转录,生物效应,生长因子,四条平行的胞内