生物化学激素幻灯片

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1、第17章 激素,Hormone,本章主要内容,一、概述,二、激素的合成和分泌,三、重要激素举例,四、激素的作用机制,五、激素分泌的调节,六、植物激素,七、昆虫激素,一、概述,定义：,激素是生物体内特殊组织或腺体产生的、直接分泌到体液中，通过体液运送到特定的作用部位，从而引起特殊激动效应的一群微量的有机化合物。,1904年，Bayliss W 及Starling E提出,类别,动物激素,植物激素,脊椎动物激素,无脊椎动物激素,氨基酸衍生物激素,肽和蛋白质激素,类固醇激素,脂肪酸衍生物激素,甲壳类激素,昆虫激素,据溶解性能,脂溶性激素,水溶性激素,产生部位：不是所有的细胞， 是某些特定的组织细胞

2、作用部位：不在产生部位， 经体液运输到靶器官/细胞 效率：量少，作用大 功能：调节新陈代谢，协调机体各部位功能 调节：分泌量随内外环境变化而增减 激素调控往往是局部性的， 直/间接受到神经系统的控制。,激素的特点,（一）激素的分泌,脑垂体,下丘脑,甲状腺,肾上腺,胰腺,肾脏,睾丸,下丘脑,垂体前叶,垂体后叶,加压素 催产素,神经内分泌轴,三长轴： 下丘脑（H）-脑垂体（P）-甲状腺（T） Hypothalamus Pituitary Thyroid：HPT，代谢轴 下丘脑（H）-脑垂体（P）-肾上腺皮质（A） Hypothalamus Pituitary Adrenal:HPA，应激轴 下丘脑

3、（H）-脑垂体（P）-性腺（G） Hypothalamus Pituitary HPG，生殖轴,三短轴： 下丘脑（H）-生长激素 ：生长发育 下丘脑（H）-催乳素 ： 催乳 下丘脑（H）-促黑色素 ： 黑色素,下丘脑,（二）激素的化学本质,1、含氮激素 2、类固醇激素 3、脂肪酸衍生物激素,二、激素的合成和分泌,合成途径：,1、由激素的结构基因通过转录与翻译形成。 2、通过胞内存在的酶系催化合成。,（一） 多肽激素合成后储存于分泌囊中,结构基因经转录、翻译而成,原激素,前胰岛素原,胰岛素原,成熟胰岛素,（二） aa的衍生物,去甲肾上腺素 肾上腺素,酪氨酸,左旋多巴,多巴胺,去甲肾上腺素,肾上腺

4、素,甲状腺球蛋白,甲状腺素(T4) 三碘甲状腺原氨酸(T3),（三） 固醇类激素,胆固醇,孕酮,甾醇,糖皮质激素,醛固酮,盐皮质激素,睾酮,雌二醇,性激素,（四） 脂肪族激素,前列腺素类、 血栓烷类、 白三烯类,磷脂,花生四烯酸盐,前列腺素,血栓烷,白三烯,三、重要激素举例,（一）氨基酸衍生物激素,1、甲状腺激素,甲状腺分泌 甲状腺素（T4） 三碘甲腺原氨酸（T3）,（1）结构,甲状腺素（3,5,3,5-四碘甲腺原氨酸，简称T4）。,三碘甲腺原氨酸（3,5,3-三碘甲腺原氨酸，简称T3）,（2）生物合成,二分子二碘Tyr作用形成甲状腺素（T4）,一碘Tyr,（3）生理功能, 促进体内各物质的代

5、谢，增加代谢率；另外增加耗 氧量和产热量。, 维持机体的正常生长发育。,2肾上腺素,（1）结构,肾上腺素与去甲肾上腺素的结构,肾上腺分为髓质和皮质两部分。 髓质分泌肾上腺素和少量去甲肾上腺素。 去甲肾上腺素主要由交感神经末梢分泌。,（2）生物合成,Tyr,羟化,CO2,羟化,正肾上腺素（去甲肾上腺素）,+ CH3（由Met供给）,肾上腺素,Tyr羟化酶,（3）生理功能：, 肾上腺素主要促使肝糖原分解，使血糖增加 。,又能促使肌糖原分解，使乳酸增加 。,去甲肾上腺素也有上述作用，但作用较弱。, 肾上腺素可使血管收缩；并能刺激心脏，使心肌收缩力增加，心跳加快，所以使血压升高。（对心脏 作用大） （

6、临床上被用来作为升压药物，起抗休克作用）,狗急跳墙：血流速度快，血氧、血糖高,（二）重要多肽类激素,这类激素包括由垂体（腺垂体、神经垂体），下丘脑、胰腺、甲状腺、甲状旁腺、胃肠和胸腺等分泌的激素。,1垂体前叶激素：,生长激素（GH） 促甲状腺素（TSH) 促黄体生成素（LH） 促卵泡激素（FSH） 催乳激素（LTH） 促肾上腺皮质激素（ACTH） 脂肪酸释放激素（LPH）, 生长激素 （GH）和催乳激素（LTH）：,化学本质：蛋白质,（1）：促进蛋白质和RNA的生成 （2）：调节糖和脂肪代谢 （3）：刺激软骨的生长（最主要） 过多：幼体巨人症 成人肢端肥大 缺乏：侏儒,功能：,催乳激素（LTH

7、）：,催乳激素中有一段氨基酸序列与生长激素相似,一条肽链的蛋白质，人的LTH约由200个氨基酸组成。,功能：刺激乳腺分泌乳汁， 刺激黄体分泌孕酮。,化学本质：都是糖蛋白,促甲状腺素（TSH）,促卵泡激素（FSH）,促黄体生成素（LH）,促激素、促性腺激素,: 促激素,促甲状腺激素：靶腺是甲状腺，促使甲状腺发育以及分泌甲状腺激素，从而影响全身代谢。,功能：, 促肾上腺皮质激素（ACTH）,ACTH是39个氨基酸组成的多肽，有种属差异。,生理功能： 促使肾上腺皮质发育和促使肾上腺皮质分泌激素。, 脂肪酸释放激素 （lipotropic hormones，LPH）,-脂肪酸释放激素（-LPH）：由9

8、1个氨基酸组成的蛋白质,-脂肪酸释放激素（-LPH）：由58个氨基酸组成的蛋白质,功能：促使脂肪水解，释放出脂肪酸。,2、垂体中叶激素,促黑激素（MSH）,结构：,MSH有-MSH和-MSH，均为肽类化合物。,-MSH是13肽，没有种属差异。,-MSH有种属差异，人的-MSH是22肽，牛、羊 的-MSH是18肽。,功能：促使皮肤黑色细胞分泌黑色素，使皮肤颜色加深。,3、垂体后叶激素,结构：,催产素（oxytocin）和升压素（也称加压素vasopressin）是含S-S键的9肽。,这两种激素肽链骨架相似，都为含二硫键的二十元环，差别在第3位和第8位氨基酸不相同。,催产素：使子宫平滑肌收缩，用于

9、催产，还可使乳腺平滑肌收缩，排出乳汁。,功能：,升压素：使毛细血管收缩，增加血压；并有减少排尿的作用，即抗利尿作用，所以升压素也称抗利尿激素。,总结：垂体很小，但分泌的激素很多，这些激素的分泌受下丘脑的控制。,4、下丘脑激素,下丘脑,下丘脑至少分泌10种激素，这10种激素的化学本质都属肽类，而且是Mr较小的多肽。,促肾上腺皮质激素释放因子,黄体生成素释放因子,促卵泡激素释放因子,促甲状腺激素释放因子,释放抑制因子 (RIF),释放因子 (RF),5脑肽,功能：镇痛,内啡肽（endophin）,6胰岛及甲状旁腺等的激素,（1）胰岛素（insulin）,结构：,前胰岛素原,胰岛素原,成熟胰岛素,功

10、能：, 促进糖原的生物合成以及葡萄糖的氧化，降低血糖。, 促进蛋白质及脂类的合成代谢。,（2）胰高血糖素（glucagon）,结构：29肽,功能：在许多方面与胰岛素相反。, 主要促使肝糖原分解，使血糖, 促使脂肪分解。,哪些激素与维持血糖的水平有关？,（3）甲状旁腺激素和降钙素,甲状旁腺激素（PTH）,结构：蛋白质激素，有种属差异。,降钙素（CT）,结构：由32个氨基酸组成的多肽,甲状旁腺激素：血钙，血磷。,降血钙素：血钙，血磷。,1,25-二羟胆钙化醇：血钙，血磷。,（三）、重要固醇类激素,1肾上腺皮质激素,由肾上腺皮质分泌，主要有7种，它们是环戊烷多氢菲的衍生物。,皮质激素一般结构式,（1

11、）糖皮质激素,包括皮质酮、皮质醇和可的松,这类激素对糖代谢影响很大，而对水盐代谢影响很小，所以称糖皮质激素。,主要功能：调节糖代谢，抑制糖的氧化，促使蛋白质转化为糖，升高血糖。,（2）盐皮质激素,这类激素对水、盐代谢影响较大，对糖和蛋白质代谢影响较小。,主要生理功能：促使体内保留钠，排出钾（保钠排钾），调节水盐代谢。,卵泡激素,黄体激素,主要由卵巢产生，但人类的胎盘、肾上腺皮质甚至睾丸也产生少量雌激素。,2、雌性性激素, 卵泡（激）素：雌二醇，雌三醇、雌酮，可看作雌烃的衍生物。,雌二醇,雌三醇,雌酮,生理功能：促进女性性器官发育、排卵。,雌二醇活性最高,黄体激素：主要为孕酮,生理功能：促进子宫

12、和乳腺发育，抑制排卵，抑制动情，对全身代谢也有显著影响。,孕酮,3、雄性性激素,雄性激素：睾酮、雄酮、雄烯二酮，可看作雄烃的衍生物,生理功能：刺激男性性器官发育，促精子生成及促进男性的第二性征。另外对全身代谢也有影响。,（四）脂肪族激素,前列腺烷酸,所有的PG在C-13和C-14之间有1个反式双键，C-15有1个羟基。,前列腺素(prostaglandin,PG）,PGE,PGF （天然的）,PGF （化学合成）,PGA,PGB,四、激素的作用机制,靶细胞膜上或靶细胞内有激素的受体,激素为什么只对“靶”起作用？,有关受体的基本概念,受体的概念 受体 能识别并与特定信号物质结合的特异蛋白/糖脂

13、配体 与受体结合的细胞外生物活性物质， 如激素、某些药物、毒素等,受体的类型,根据在细胞内分布的不同,膜受体 胞内受体,按其结构和接受信号的种类及转换方式分为 （1）离子通道型受体 主要是神经递质受体,1、膜受体,存在于细胞质膜表面,本质：跨膜糖蛋白，一条肽链 作用：接受胞外信号后不直接影响细胞内变化 需要G蛋白介导 如：肾上腺素2及受体、毒覃碱型乙酰胆碱受体,（2）G蛋白偶联型受体,本 质：跨膜糖蛋白，含一个螺旋 作 用：与配体结合后可使受体本身磷酸化， 可催化底物蛋白特定的Tyr残基磷酸化 如：胰岛素受体,（3）具有酶活性的受体,存在：主要于细胞核内； 在胞浆中结合配体后也转入核内 作用：

14、调节基因的转录 如：类固醇激素受体、甲状腺素受体,2、胞内受体,4种途径,1、通过cAMP途径 2、钙及肌醇三磷酸作用途径 3、受体的酪氨酸激酶途径 4、固醇类激素受体调节基因转录速度,1通过cAMP起作用,G 蛋 白,第二信使学说由Sutherland提出，因此他荣获1971年国际生理学诺贝尔奖金,（1）cAMP的产生与灭活,腺苷酸环化酶,cAMP,cAMP,环核苷酸磷酸二酯酶,5 AMP,Mg2+是两酶的激活剂,咖啡碱、茶碱对环核苷酸磷酸二酯酶有抑制作用,ATP,通过激活依赖cAMP的蛋白激酶A（PKA）起作用 PKA四个亚基 2个相同的催化亚基C、2个相同的调节亚基R 每个R上有两个cA

15、MP结合位点，结合4个cAMP后 C与R脱离呈解聚态有活性,(2)cAMP的作用机制,第一信使与靶细胞膜上的特异受体结合 腺苷酸环化酶（AC）被活化 ATP分解为cAMP和ppi， cAMP 升高 活化蛋白激酶A（PKA） 活化糖原磷酸化酶激酶 糖原分解，磷酸葡萄糖的含量集聚增加,肾上腺素的作用机理,激素与受体结合 活化磷酸肌醇酶（磷脂酶C） 催化磷脂酰肌醇PI PIP2， IP3 和DAG PIP2：磷脂酰肌醇4，5-二磷酸 IP3：肌醇1，4，5三磷酸 DAG：二酰基甘油,2、磷酸肌醇作用途径,R,G 蛋 白,磷 脂 酶 C,DG,PKC,IP4,IP3,H,Ca,内质网,PIP2：磷脂酰

16、肌醇-4,5-二磷酸 DG：二脂酰甘油 IP3：肌醇-1，4，5-三磷酸 IP4：肌醇-1，3，4，5-四磷酸,PIP2,使酶的活性发生改变,酶 或蛋白质,酶或蛋白质,P,P,改变钙调蛋白及其他钙传感器的构象 产生生理效应,有重复出现的螺旋区-泡区-螺旋区（EF手图象） 在含Ca2+循环溶液中离体蛙心才能继续搏动 细胞收缩、胞吐、胞饮、糖原代谢、神经递质的释放、细胞死亡等都与Ca2+有关 Ca2+是许多信号传导途径中的细胞内信号,钙调蛋白和其他的钙传感器,Ca,Ca,激素结合到实质为酪氨酸激酶的受体上，使受体本身酪氨酸残基磷酸化； 同时进一步促进酪氨酸激酶的活性。,3受体的酪氨酸激酶途径,胰岛素受体 两个链（细胞外侧）和两个链（穿过细胞膜） 酪氨酸激酶结构域在链细胞质侧； 胰岛素结合位点在链上 胰岛素的结合打开