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1、第第1616章章 激素激素Hormones激素的分类激素的分类激素的作用机制激素的作用机制1什么是激素？什么是激素？激素是生物体内特定细胞产生的的对某些激素是生物体内特定细胞产生的的对某些靶细胞具有特殊刺激作用的微量物质。靶细胞具有特殊刺激作用的微量物质。在机体的代谢过程或生理过程起调控作用在机体的代谢过程或生理过程起调控作用 化学讯息化学讯息2激素具有以下几个特点：激素具有以下几个特点：1、含量少；在生物体某特定组织细胞产生；、含量少；在生物体某特定组织细胞产生；2、通通过过体体液液的的运运动动被被输输送送到到其其他他组组织织中中发发挥作用；挥作用；3、作作用用很很大大，效效率率高高，在在新
2、新陈陈代代谢谢中中起起调调节控制作用。节控制作用。4、在医疗上，激素也是一类重要药物。、在医疗上，激素也是一类重要药物。3激素的合成两条途径：激素的合成两条途径：1 1、基因表达、基因表达2 2、体内酶催化、体内酶催化多肽激素合成后储藏在分泌囊中，多肽激素合成后储藏在分泌囊中，分泌囊经过外吐到胞间，然后进分泌囊经过外吐到胞间，然后进入血液运输入血液运输4一、激素的分类一、激素的分类在在生生物物激激素素中中，动动物物激激素素最最为为重重要要。植植物物激激素素主主要为植物生长调节剂。要为植物生长调节剂。根根据据激激素素的的化化学学结结构构和和调调控控功功能能，一一般般可可以以分分为为三类三类 （1
3、 1）含含氮氮激激素素。包包括括蛋蛋白白质质激激素素、多多肽肽激激素素、氨氨基酸衍生物激素等。基酸衍生物激素等。（2 2）类类固固醇醇激激素素。性性腺腺和和肾肾上上腺腺皮皮质质分分泌泌的的激激素素大多数是类固醇激素。大多数是类固醇激素。（3 3）脂脂肪肪酸酸衍衍生生物物激激素素。主主要要由由生生殖殖系系统统及及其其它它组织分泌产生。组织分泌产生。5甲状腺素和肾上腺素类激素都甲状腺素和肾上腺素类激素都是酪氨酸的衍生物是酪氨酸的衍生物固醇类激素来自于胆固醇固醇类激素来自于胆固醇前列腺素来自于脂肪酸类物质前列腺素来自于脂肪酸类物质前列腺素本身不是激素，通过前列腺素本身不是激素，通过激素的调节发挥作用
4、的激素的调节发挥作用的6 二、含氮激素二、含氮激素1 1氨基酸衍生物激素氨基酸衍生物激素（1 1）甲状腺激素）甲状腺激素（2 2）肾上腺素）肾上腺素 2、多肽及蛋白质激素、多肽及蛋白质激素7（1 1）甲状腺激素）甲状腺激素甲甲状状腺腺所所分分泌泌的的激激素素主主要要是是甲甲状状腺腺素素和和少少量量的的三三碘碘甲甲腺腺原原氨氨酸酸。三三碘碘甲甲腺腺原原氨氨酸酸的的活活性性约约为为甲状腺素的甲状腺素的5 51010倍。二者的结构如下：倍。二者的结构如下：天然的甲状腺素是酪氨酸的衍生物，均为天然的甲状腺素是酪氨酸的衍生物，均为L-L-构型。构型。甲状腺是体内吸收碘能力最强的组织，能将体内甲状腺是体内
5、吸收碘能力最强的组织，能将体内70-80%70-80%的碘富集在其中。的碘富集在其中。8生理功能生理功能在在甲甲状状腺腺素素的的合合成成中中，碘碘化化过过程程并并不不是是发发生生在在游游离离的的酪酪氨氨酸酸上上，而而是是甲甲状状腺腺球球蛋白分子中的酪氨酸残基发生碘化反应。蛋白分子中的酪氨酸残基发生碘化反应。主主要要是是促促进进糖糖、脂脂及及蛋蛋白白质质的的代代谢谢；促促进进机机体体的的生生长长发发育育和和组组织织分分化化；对对中中枢枢神神经经系系统统、循循环环系系统统、造造血血过过程程、肌肌肉肉活活动动及及智智力力和和体体质质的的发发育育等等均均有有显显著著作作用。用。9幼幼年年动动物物若若甲
6、甲状状腺腺机机能能减减退退或或切切除除甲甲状状腺腺时时，将将引引起起发发育育迟迟缓缓，身身材材矮矮小小，行行动呆笨而缓慢；动呆笨而缓慢；成成年年动动物物甲甲状状腺腺机机能能减减退退时时，出出现现厚厚皮皮病病，心心博博减减慢慢，基基础础代代谢谢降降低低，性性机机能能低下。低下。反反之之，甲甲状状腺腺机机能能亢亢进进，动动物物眼眼球球突突出出，心心跳跳加加快快，基基础础代代谢谢增增高高，消消瘦瘦，神神经经系统兴奋性提高，表现为神经过敏等系统兴奋性提高，表现为神经过敏等.10（2 2）肾上腺素）肾上腺素 肾肾上上腺腺分分为为髓髓质质和和皮皮质质两两部部分分。髓髓质质分分泌泌肾肾上上腺腺素素和和少少量
7、量去去甲甲肾肾上上腺腺素素。去去甲甲肾肾上上腺腺素素主主要要由由交交感感神神经经末末梢梢分分泌泌。他他们们也也是是酪氨酸的衍生物，为酪氨酸的衍生物，为R-R-构型。构型。11肾上腺素具有与交感神经兴奋相似肾上腺素具有与交感神经兴奋相似的作用，使血管收缩，心脏活动加的作用，使血管收缩，心脏活动加强，血压升高，临床上被用来作为强，血压升高，临床上被用来作为升压药物，起抗休克作用。升压药物，起抗休克作用。 肾上腺素主要是肾上腺素主要是调节糖代谢调节糖代谢, , 它能它能够促进肝糖原和肌糖原的分解，增够促进肝糖原和肌糖原的分解，增加血糖和血中的乳酸含量。加血糖和血中的乳酸含量。功功 能能122、多肽及
8、蛋白质激素、多肽及蛋白质激素 由脑垂体、下丘脑、胰腺、甲状旁腺、由脑垂体、下丘脑、胰腺、甲状旁腺、胃肠粘膜以及胸腺等分泌的激素属于多胃肠粘膜以及胸腺等分泌的激素属于多肽或蛋白质激素。这些激素具有各种各肽或蛋白质激素。这些激素具有各种各样的功能。样的功能。(1)(1)脑垂体激素脑垂体激素(2)(2)下丘脑激素下丘脑激素(3)(3)胰岛激素胰岛激素(4).(4).甲状旁腺激素甲状旁腺激素13(1)(1)脑垂体激素脑垂体激素脑脑垂垂体体在在神神经经系系统统的的控控制制下下，起起调调节节体体内内各各种种内内分分泌泌腺腺作作用用。垂垂体体可可分分为为前前叶叶、中中叶叶和和后后叶叶三三个个部分。脑垂体分泌
9、的激素共有部分。脑垂体分泌的激素共有1010多种。多种。生长激素（生长激素（GHGH） 促甲状腺素（促甲状腺素（TSHTSH）促肾上腺皮质激素（促肾上腺皮质激素（ACTHACTH） 催乳素（催乳素（LTHLTH）促卵泡素（促卵泡素（FSHFSH） 黄体生成素（黄体生成素（LHLH）促黑色细胞素（促黑色细胞素（MSHMSH） 催产素、加压素催产素、加压素垂垂体体前前叶叶和和中中叶叶能能够够合合成成激激素素，后后叶叶只只能能存存储储和和分泌激素。后叶所分泌的激素由下丘脑合成。分泌激素。后叶所分泌的激素由下丘脑合成。14(2).(2).下丘脑激素下丘脑激素下丘脑所分泌的激素主要包括一些释放下丘脑所分
10、泌的激素主要包括一些释放激素（或释放因子）和释放抑制激素激素（或释放因子）和释放抑制激素。下丘脑激素经垂体门静脉到达脑垂体，下丘脑激素经垂体门静脉到达脑垂体，并作用于垂体细胞，起调控作用。并作用于垂体细胞，起调控作用。15促甲状腺素释放激素（促甲状腺素释放激素（TRHTRH）促肾上腺皮质激素释放激素（促肾上腺皮质激素释放激素（CRHCRH）促卵泡素释放激素（促卵泡素释放激素（FRHFRH）促黄体生成素释放激素（促黄体生成素释放激素（LRHLRH）生生长长素素释释放放激激素素（GRHGRH），生生长长素素释释放放抑抑制制激激素（素（GRIHGRIH）促黑色细胞激素释放激素（促黑色细胞激素释放激素
11、（MRHMRH）促黑色细胞激素抑制释放激素（促黑色细胞激素抑制释放激素（MRIHMRIH）催催乳乳素素释释放放激激素素（PRHPRH），催催乳乳素素释释放放抑抑制制激激素（素（PRIHPRIH）16(3)(3)胰岛激素胰岛激素胰岛是胰脏的内分泌组织。人的胰岛主要由胰岛是胰脏的内分泌组织。人的胰岛主要由 、 和和 三种细胞组成。三种细胞组成。 - -细胞分泌胰高血糖素，细胞分泌胰高血糖素， - -细胞分泌胰岛素。细胞分泌胰岛素。17（A A）胰岛素）胰岛素胰胰岛岛素素是是由由胰胰腺腺中中胰胰岛岛的的-细细胞胞分分泌泌的的一一种种含有含有5151个氨基酸残基的蛋白质激素。个氨基酸残基的蛋白质激素。
12、胰胰岛岛素素由由两两条条多多肽肽链链组组成成胰胰岛岛素素的的生生理理功功能能主主要要是是促促进进细细胞胞摄摄取取葡葡萄萄糖糖；促促进进肝肝糖糖原原和和肌肌糖糖原的合成原的合成；抑制肝糖原的分解。；抑制肝糖原的分解。胰胰岛岛素素具具有有抑抑制制细细胞胞内内腺腺苷苷酸酸环环化化酶酶活活性性作作用用，使使cAMPcAMP产产生生显显著著减减少少，导导致致糖糖原原分分解解速速度度减减慢慢。胰岛素的生理功能与肾上腺素的作用相反。胰岛素的生理功能与肾上腺素的作用相反。18（B B）胰高血糖素）胰高血糖素胰胰高高血血糖糖素素为为胰胰岛岛的的-细细胞胞分分泌泌的的多多肽肽激激素素，由由2929个个氨氨基基酸酸
13、组组成成，人人和和猪猪的的胰胰高高血血糖糖素素的的氨氨基基酸酸序序列列完完全全一样，其结构如下：一样，其结构如下：His-Ser-Gln-Gly-Thr-Phe-Thr-Ser-Asp-Tyr-Ser-Lys-Tyr-Leu-Asp-Ser-Arg-Arg-Ala-Gln-Asp-Phe-Val-Gln-Trp-Leu-Met-Asp-Thr胰胰高高血血糖糖素素主主要要是是促促进进肝肝糖糖原原分分解解，使使血血糖糖升升高高，与与肾肾上上腺腺素素作作用用相相似似。其其作作用用原原理理是是激激活活肝肝细细胞胞中中的的腺腺苷苷酸酸环环化化酶酶，使使cAMPcAMP浓浓度度升升高高，从从而而提提高高磷
14、磷酸酸化化酶酶活活性，促进肝糖原分解性，促进肝糖原分解. .19(4).(4).甲状旁腺激素甲状旁腺激素甲甲状状旁旁腺腺主主要要分分泌泌甲甲状状旁旁腺腺素素（PTHPTH）和降钙素（和降钙素（CTCT），它们都是多肽激素。），它们都是多肽激素。二二者者的的生生理理作作用用相相反反，PTHPTH可可以以升升高高血血钙钙，而而CTCT则则可可以以降降低低血血钙钙，因因此此都都是是调调节节钙钙磷代谢的激素。磷代谢的激素。20三、类固醇激素三、类固醇激素类固醇激素是一类脂溶性激素，它们在结构上类固醇激素是一类脂溶性激素，它们在结构上都是环戊烷多氢菲衍生物。都是环戊烷多氢菲衍生物。脊椎动物的类固醇激素可
15、分为肾上腺皮质激素脊椎动物的类固醇激素可分为肾上腺皮质激素和性激素两类。和性激素两类。211 1、肾上腺皮质激素、肾上腺皮质激素肾上腺皮质激素由肾上腺皮质分泌产生。目前肾上腺皮质激素由肾上腺皮质分泌产生。目前从肾上腺皮质提取液中分离的类固醇化合物有从肾上腺皮质提取液中分离的类固醇化合物有3030余种余种22功功 能能（1 1）调节糖代谢：抑制糖的氧化，使血糖升）调节糖代谢：抑制糖的氧化，使血糖升高；促进蛋白质转化为糖。具有这种功能的包高；促进蛋白质转化为糖。具有这种功能的包括皮质酮、括皮质酮、11-11-脱氢皮质酮、脱氢皮质酮、17-17-羟皮质酮（氢羟皮质酮（氢化可的松）和化可的松）和17-
16、17-羟羟-11-11-脱氢皮质酮（可的松）脱氢皮质酮（可的松）。这类激素还具有良好的抗炎，抗过敏作用，。这类激素还具有良好的抗炎，抗过敏作用，是常用的激素药物。是常用的激素药物。糖皮质激素糖皮质激素23（2 2）调节水盐代谢：促使体内保留钠离子及）调节水盐代谢：促使体内保留钠离子及排出过多的钾离子，调节水盐代谢。这类激素排出过多的钾离子，调节水盐代谢。这类激素包括包括11-11-脱氧皮质酮、脱氧皮质酮、17-17-羟羟-11-11-脱氧皮质酮和脱氧皮质酮和醛皮质酮。其中醛皮质酮对水盐代谢的调节作醛皮质酮。其中醛皮质酮对水盐代谢的调节作用比脱氧皮质酮大用比脱氧皮质酮大30-12030-120倍
17、。倍。肾上腺皮质激素分泌失常，将引起糖代谢及无肾上腺皮质激素分泌失常，将引起糖代谢及无机盐代谢紊乱而出现病症。机盐代谢紊乱而出现病症。盐皮质激素盐皮质激素242 2性激素性激素性激素属于类固醇类激素，可分为雄性性激素属于类固醇类激素，可分为雄性激素和雌性激素两类。它们与动物的性激素和雌性激素两类。它们与动物的性别及第二性征的发育有关。别及第二性征的发育有关。性激素的分泌受垂体的促性腺激素性激素的分泌受垂体的促性腺激素（LHF LHF 和和 SH SH）调节。）调节。25四、脂肪酸衍生物激素四、脂肪酸衍生物激素 前前列列腺腺素素（简简称称PGPG）是是一一类类具具有有生生理理活活性性物物质质的的
18、总总称称，现现在在已已发发现现有有几几十十种种。这这类类激激素素广广泛泛存在于生殖系统和其它组织中。存在于生殖系统和其它组织中。前前列列腺腺素素的的基基本本结结构构为为含含有有一一个个环环戊戊烷烷及及两两个个脂脂肪肪侧侧链链的的二二十十碳碳脂脂肪肪酸酸。其其中中主主要要有有E E、F F、A A、B B等四类。等四类。 前列腺素前列腺素26E E型型：C-9C-9为为酮酮基基、C-11C-11含含有有羟羟基基。F F型型：C-9C-9和和C-11C-11均均含含有有羟基。羟基。A A型：型：C-9C-9为酮基、为酮基、C-10C-10和和C-11C-11之间有双键。之间有双键。B B型：型：C
19、-9C-9为酮基，为酮基，C-8C-8和和C-12C-12之间有双键。之间有双键。所所有有的的前前列列腺腺素素在在侧侧链链的的C-13C-13和和C-14C-14之之间间有有双双键键，C-15C-15含含有一个羟基。有一个羟基。27功功 能能不同结构的前列腺素，其功能也不相同，说明不同结构的前列腺素，其功能也不相同，说明前列腺素具有复杂的生理功能。前列腺素具有复杂的生理功能。已经证明，前列腺素对生殖、心血管、呼吸、已经证明，前列腺素对生殖、心血管、呼吸、消化和神经系统等都有显著影响作用。消化和神经系统等都有显著影响作用。例如，能使子宫及输卵管收缩，使血管扩张或例如，能使子宫及输卵管收缩，使血管
20、扩张或收缩，可抑制胃酸分泌等。收缩，可抑制胃酸分泌等。人体前列腺素的产生和分泌异常是导致许多疾人体前列腺素的产生和分泌异常是导致许多疾病的重要原因。病的重要原因。28五、激素的作用机制五、激素的作用机制生物信息分子分为第一信使与第二信使生物信息分子分为第一信使与第二信使第一信使：细胞间信息分子第一信使：细胞间信息分子激素、神经递质、激素、神经递质、NO等等第二信使：细胞内信息分子第二信使：细胞内信息分子由胞间信使刺激产生由胞间信使刺激产生如钙离子、三磷酸肌醇、二酰甘油、如钙离子、三磷酸肌醇、二酰甘油、cAMP等等29激素的作用机制：激素与受体蛋激素的作用机制：激素与受体蛋白的专一性结合白的专一
21、性结合受体可位于细胞膜上，（大多数）受体可位于细胞膜上，（大多数）也可位于胞质中（固醇类激素）也可位于胞质中（固醇类激素）301、CAMP信号通路信号通路激素激素G蛋白偶联的受体蛋白偶联的受体G蛋白蛋白C-cyclasec-AMPc-AMP依赖的蛋白激酶依赖的蛋白激酶A基因调控蛋白基因调控蛋白Gene transcriptioncAMPcAMP信号通路：信号通路：细胞外信号与相细胞外信号与相应受体结合，导应受体结合，导致细胞内的第二致细胞内的第二信使信使cAMPcAMP的水平的水平变化，引起细胞变化，引起细胞反应的信号通路。反应的信号通路。cAMPcAMP可被磷酸脂可被磷酸脂酶限制性地降解酶限
22、制性地降解清除通路。清除通路。3132胞外：结合信号分子胞内：推动胞内反应33质膜上的五种成分质膜上的五种成分刺激型激素受体刺激型激素受体（RsRs）抑制型激素受体抑制型激素受体( (RiRi) )与与GTPGTP结合的刺激型调结合的刺激型调节蛋白节蛋白(Gs)(Gs)与与GTPGTP结合的抑制型调结合的抑制型调节蛋白节蛋白( (GiGi) )催化成分（催化成分（C C）：）：腺苷腺苷酸环化酶酸环化酶CC RR34v受体受体RsRsRsRs、RiRiRiRi位于质膜的外表面，有两个结位于质膜的外表面，有两个结位于质膜的外表面，有两个结位于质膜的外表面，有两个结合位点；合位点；合位点；合位点；一
23、个与细胞外信号分子结合，另一个一个与细胞外信号分子结合，另一个一个与细胞外信号分子结合，另一个一个与细胞外信号分子结合，另一个与与与与G G G G蛋白结合。蛋白结合。蛋白结合。蛋白结合。都有都有都有都有7 7 7 7个跨膜螺旋个跨膜螺旋个跨膜螺旋个跨膜螺旋受体受体受体受体-G-G-G-G蛋白蛋白蛋白蛋白- - - -偶联酶偶联酶偶联酶偶联酶称蛇行受体称蛇行受体称蛇行受体称蛇行受体35联结 G 蛋白的受体(跨膜七次)36G G G G蛋白有三个亚基：蛋白有三个亚基：蛋白有三个亚基：蛋白有三个亚基： 、 、 ; ; ; ; 鸟苷酸结合蛋白鸟苷酸结合蛋白鸟苷酸结合蛋白鸟苷酸结合蛋白GiGiGiGi
24、、GsGsGsGs的的的的 、 亚基基本相同；亚基基本相同；亚基基本相同；亚基基本相同； 亚基有两个结合位点，一个是与亚基有两个结合位点，一个是与亚基有两个结合位点，一个是与亚基有两个结合位点，一个是与GTPGTPGTPGTP结合位点，结合位点，结合位点，结合位点，具有具有具有具有GTPGTPGTPGTP酶活性，能水解酶活性，能水解酶活性，能水解酶活性，能水解GTPGTPGTPGTP；另一个是修饰位点，另一个是修饰位点，另一个是修饰位点，另一个是修饰位点，能被细胞毒素能被细胞毒素能被细胞毒素能被细胞毒素ADPADPADPADP核糖基化修饰。核糖基化修饰。核糖基化修饰。核糖基化修饰。GsGsGs
25、Gs（ s s s s）: : : :被霍乱毒素被霍乱毒素被霍乱毒素被霍乱毒素ADPADPADPADP核糖基化，核糖基化，核糖基化，核糖基化，GiGiGiGi（ i i i i）: : : :被百日咳毒素被百日咳毒素被百日咳毒素被百日咳毒素ADPADPADPADP核糖基化；核糖基化；核糖基化；核糖基化；v调节蛋白（信号转化蛋白）调节蛋白（信号转化蛋白）371、激素不和受体结合时，、激素不和受体结合时，Gs蛋白的蛋白的 、 、 三亚基呈三亚基呈结合状态，结合状态， 亚基与亚基与GDP结结合，腺苷酸环化酶没有活性，合，腺苷酸环化酶没有活性，（此时（此时R、G、C三者分开）；三者分开）；2、激素与受
26、体结合，导致受、激素与受体结合，导致受体构象改变，并与体构象改变，并与G蛋白结合；蛋白结合；3、GTP取代与取代与G结合的结合的GDP，导致，导致G蛋白亚基蛋白亚基 、 解离，解离， 亚基与腺苷酸环化亚基与腺苷酸环化酶结合，使酶结合，使ATP转化成转化成cAMP；vGs的调的调节过程节过程：384、 GTP具有具有GTP酶活性，将酶活性，将GTP水解为水解为GDT，使，使 与与C分离，腺苷酸环化酶分离，腺苷酸环化酶C失去活性，失去活性， 、 、 重新结合，重新结合，受体恢复到为活化状态。受体恢复到为活化状态。腺苷酸环化酶腺苷酸环化酶ATPATPcAMPcAMP蛋白激酶蛋白激酶蛋白激酶蛋白激酶A
27、A（无活性）（无活性）（无活性）（无活性）蛋白激酶蛋白激酶蛋白激酶蛋白激酶AA（有活性）（有活性）（有活性）（有活性）蛋白酶（无活性）蛋白酶（无活性）蛋白酶（无活性）蛋白酶（无活性）蛋白酶（有活性）蛋白酶（有活性）蛋白酶（有活性）蛋白酶（有活性）39RsRsRiRiGsGsGiGiCC- -+ +ATPATPcAMPcAMPAMPAMP磷酸二磷酸二磷酸二磷酸二酯酶酯酶酯酶酯酶蛋白质蛋白质蛋白质蛋白质蛋白质蛋白质蛋白质蛋白质P P将细胞外的信号转化为细胞内信号将细胞外的信号转化为细胞内信号40 cAMPcAMP 的的 产产 生生 41级联放大使得激素巨大的效应级联放大使得激素巨大的效应422、磷
28、脂酰肌醇信号通路、磷脂酰肌醇信号通路PLCIP3DGCaPKCGene expression2+43肌醇磷脂：肌醇磷脂：主要分布在质膜内侧，其总量约占膜主要分布在质膜内侧，其总量约占膜主要分布在质膜内侧，其总量约占膜主要分布在质膜内侧，其总量约占膜磷脂总量的磷脂总量的磷脂总量的磷脂总量的10101010主要有三种：主要有三种：主要有三种：主要有三种：磷脂酰肌醇（磷脂酰肌醇（磷脂酰肌醇（磷脂酰肌醇（PIPIPIPI）磷脂酰肌醇磷脂酰肌醇磷脂酰肌醇磷脂酰肌醇4 4 4 4磷酸（磷酸（磷酸（磷酸（PIPPIPPIPPIP）磷脂酰肌醇磷脂酰肌醇磷脂酰肌醇磷脂酰肌醇4 4 4 4、5 5 5 5二磷酸（
29、二磷酸（二磷酸（二磷酸（PIPPIPPIPPIP2 2 2 2）44信号通路信号通路（双信使系统双信使系统 IP IP3 3 / Ca/ Ca2+2+、DG / PKCDG / PKC）外界信号分子外界信号分子外界信号分子外界信号分子质膜上受体肌醇酯质膜上受体肌醇酯质膜上受体肌醇酯质膜上受体肌醇酯（磷脂酰肌醇（磷脂酰肌醇（磷脂酰肌醇（磷脂酰肌醇4 4 4 4、5 5 5 5二磷酸二磷酸二磷酸二磷酸PIPPIPPIPPIP2 2 2 2）磷脂酶水解磷脂酶水解磷脂酶水解磷脂酶水解1 1 1 1、4 4 4 4、5 5 5 5三磷三磷三磷三磷酸肌醇酸肌醇酸肌醇酸肌醇IPIPIPIP3 3 3 3二酰
30、基甘油二酰基甘油二酰基甘油二酰基甘油DGDGDGDG动员细胞内源动员细胞内源动员细胞内源动员细胞内源钙钙钙钙到细胞质中到细胞质中到细胞质中到细胞质中钙离子作用钙调素形成钙调钙离子作用钙调素形成钙调钙离子作用钙调素形成钙调钙离子作用钙调素形成钙调素酶复合物素酶复合物素酶复合物素酶复合物蛋白激酶蛋白激酶蛋白激酶蛋白激酶C C C C蛋白质磷酸化（蛋白质磷酸化（蛋白质磷酸化（蛋白质磷酸化（SerSerSerSer等）等）等）等）细胞反应细胞反应细胞反应细胞反应+45钙结合蛋白钙结合蛋白有些蛋白质与钙离子的结合能力强，如钙调蛋白有些蛋白质与钙离子的结合能力强，如钙调蛋白有共同结构域：有共同结构域：EF
31、EF手手螺旋螺旋- -泡区泡区- -螺旋，螺旋，泡区泡区是蛋白质与钙离子结合部是蛋白质与钙离子结合部位位钙离子作为第二信使的原因钙离子作为第二信使的原因1.1.内外环境的浓度差异大内外环境的浓度差异大2.2.钙离子可与蛋白质的不同部位交联，结合强钙离子可与蛋白质的不同部位交联，结合强46 钙调蛋白结合钙调蛋白结合CaCa2+2+后活化起来，进而后活化起来，进而调节另一个酶调节另一个酶。473、受体酶、受体酶受体酪氨酸激酶及受体酪氨酸激酶及RTK-RASRTK-RAS途径途径受体丝氨酸受体丝氨酸/ /苏氨酸激酶苏氨酸激酶受体酪氨酸受体酪氨酸/ /磷酸酯酶磷酸酯酶受体鸟苷酸环化酶受体鸟苷酸环化酶酪
32、氨酸蛋白激酶联系的受体及酪氨酸蛋白激酶联系的受体及JAK-STATJAK-STAT途径途径受体结合区在外侧，催化区在内侧受体结合区在外侧，催化区在内侧48经典的细胞信号转导途径：经典的细胞信号转导途径： 受体接受刺激受体接受刺激 跨膜机制跨膜机制 产生产生第二信使第二信使 蛋白质可逆磷酸化模式传递蛋白质可逆磷酸化模式传递信息，调节细胞反应。信息，调节细胞反应。非经典跨质膜与胞内信号途径：非经典跨质膜与胞内信号途径： 受体可以单独完成跨膜信号传递；受体可以单独完成跨膜信号传递；受体可以单独完成跨膜信号传递；受体可以单独完成跨膜信号传递； 胞内信号传递不产生经典意义上的第二信使；胞内信号传递不产生
33、经典意义上的第二信使；胞内信号传递不产生经典意义上的第二信使；胞内信号传递不产生经典意义上的第二信使； 受体胞内域具有磷酸化等酶活性或募集胞质酶蛋白能力；受体胞内域具有磷酸化等酶活性或募集胞质酶蛋白能力；受体胞内域具有磷酸化等酶活性或募集胞质酶蛋白能力；受体胞内域具有磷酸化等酶活性或募集胞质酶蛋白能力； 以级联磷酸化反应为主的跨胞质信号转导；以级联磷酸化反应为主的跨胞质信号转导；以级联磷酸化反应为主的跨胞质信号转导；以级联磷酸化反应为主的跨胞质信号转导； 最终调节基因表达和细胞反应。最终调节基因表达和细胞反应。最终调节基因表达和细胞反应。最终调节基因表达和细胞反应。49RTK途径途径Recep
34、torRTKRafMAPK级联反应级联反应Gene调控蛋白调控蛋白RTKRTK为细胞表面一大类重要为细胞表面一大类重要受体家族。受体家族。受体的二聚化是一次跨膜受受体的二聚化是一次跨膜受体被激活的普遍机制。体被激活的普遍机制。50具有受体功能的酪氨酸蛋白激酶具有受体功能的酪氨酸蛋白激酶（receptor tyrosine protein kinase,RTKsreceptor tyrosine protein kinase,RTKs）v目前对该受体的结构域功能了解最为清楚；目前对该受体的结构域功能了解最为清楚；目前对该受体的结构域功能了解最为清楚；目前对该受体的结构域功能了解最为清楚；vRTK
35、sRTKsRTKsRTKs已有已有已有已有50505050多种，包括：生长因子受体、胰多种，包括：生长因子受体、胰多种，包括：生长因子受体、胰多种，包括：生长因子受体、胰岛素受体等；岛素受体等；岛素受体等；岛素受体等；v胞内结构域具有胞内结构域具有胞内结构域具有胞内结构域具有酪氨酸激酶酪氨酸激酶酪氨酸激酶酪氨酸激酶（TPKTPKTPKTPK）催化结催化结催化结催化结构；构；构；构；511 1）RTKsRTKs家族的基本结构：家族的基本结构：RTKsRTKsRTKsRTKs类除胰岛素受体外，其余受体都由一条类除胰岛素受体外，其余受体都由一条类除胰岛素受体外，其余受体都由一条类除胰岛素受体外，其余
36、受体都由一条单跨膜肽链组成。单跨膜肽链组成。单跨膜肽链组成。单跨膜肽链组成。可分为三个结构区：可分为三个结构区：可分为三个结构区：可分为三个结构区： 细胞外的配体结合区细胞外的配体结合区细胞外的配体结合区细胞外的配体结合区 细胞内部具有细胞内部具有细胞内部具有细胞内部具有酪氨酸激酶活性区酪氨酸激酶活性区酪氨酸激酶活性区酪氨酸激酶活性区 连接这两个区的跨膜结构连接这两个区的跨膜结构连接这两个区的跨膜结构连接这两个区的跨膜结构N N N NC C C CATPATPATPATP底物结合区底物结合区底物结合区底物结合区522）以表皮生长因子受体以表皮生长因子受体 （EGF-REGF-R为例）为例）E
37、GFEGFEGFEGF受体在膜上以无活性的单体形式存在；受体在膜上以无活性的单体形式存在；受体在膜上以无活性的单体形式存在；受体在膜上以无活性的单体形式存在；与配体与配体与配体与配体EGFEGFEGFEGF结合后，结聚合成寡聚体，同时结合后，结聚合成寡聚体，同时结合后，结聚合成寡聚体，同时结合后，结聚合成寡聚体，同时被活化；被活化；被活化；被活化；被激活的受体往往发生自身磷酸化，继而被激活的受体往往发生自身磷酸化，继而被激活的受体往往发生自身磷酸化，继而被激活的受体往往发生自身磷酸化，继而对其他蛋白质底物进行磷酸化；对其他蛋白质底物进行磷酸化；对其他蛋白质底物进行磷酸化；对其他蛋白质底物进行磷
38、酸化；被激活的受体可因与其配体的解离而钝化，被激活的受体可因与其配体的解离而钝化，被激活的受体可因与其配体的解离而钝化，被激活的受体可因与其配体的解离而钝化，回到无活性的单体状态。回到无活性的单体状态。回到无活性的单体状态。回到无活性的单体状态。53底物磷酸化底物磷酸化底物磷酸化底物磷酸化P PP PP PP P下游细胞传递途径下游细胞传递途径下游细胞传递途径下游细胞传递途径单体单体单体单体EGFEGF受体无活性受体无活性受体无活性受体无活性54细胞信号传递的基本特征细胞信号传递的基本特征 554 4、通过细胞内受体介导的信号传递、通过细胞内受体介导的信号传递 C C端：激素结合位点；端：激素
39、结合位点；中部：锌指结构的中部：锌指结构的DNADNA结合位点或者抑制性结合位点或者抑制性 蛋白蛋白Hsp90Hsp90结合位点；结合位点；N N端：转录激活结构域。端：转录激活结构域。 有三个结构域：有三个结构域：胞内受体：是胞内受体：是固醇类固醇类激素激活的基因调控蛋白。激素激活的基因调控蛋白。56固醇类激素的受体在固醇类激素的受体在细胞质中细胞质中/ /细胞核内细胞核内。固。固醇类激素直接进入细胞，和受体结合，受体醇类激素直接进入细胞，和受体结合，受体活化后，能结合到活化后，能结合到DNADNA 的特定位置，调节基的特定位置，调节基因表达因表达次级应答次级应答脂溶性激素的信号传递途径脂溶
40、性激素的信号传递途径 通过细胞内受体传递信息通过细胞内受体传递信息固醇类激素的受体是一种固醇类激素的受体是一种转录调节因子转录调节因子。相同的激素与不同靶细胞受体结合，反应不同相同的激素与不同靶细胞受体结合，反应不同57传递过程：传递过程： 该该该该通路的细胞外通路的细胞外通路的细胞外通路的细胞外界信号分子为亲界信号分子为亲界信号分子为亲界信号分子为亲脂性的小分子，脂性的小分子，脂性的小分子，脂性的小分子，分子量在分子量在分子量在分子量在300Da300Da300Da300Da左左左左右，如：甾类激右，如：甾类激右，如：甾类激右，如：甾类激素，可通简单扩素，可通简单扩素，可通简单扩素，可通简单
41、扩散跨越质膜进入散跨越质膜进入散跨越质膜进入散跨越质膜进入细胞内，在膜上细胞内，在膜上细胞内，在膜上细胞内，在膜上没有特异的受体；没有特异的受体；没有特异的受体；没有特异的受体； 激素与胞质受体激素与胞质受体激素与胞质受体激素与胞质受体结合形成复合体，结合形成复合体，结合形成复合体，结合形成复合体，能穿过核孔膜；能穿过核孔膜；能穿过核孔膜；能穿过核孔膜；58 激素受体复合体进入细胞核，与核内受体结合，激素受体复合体进入细胞核，与核内受体结合，激素受体复合体进入细胞核，与核内受体结合，激素受体复合体进入细胞核，与核内受体结合，形成激素胞质受体核质受体复合物，核内受体是形成激素胞质受体核质受体复合
42、物，核内受体是形成激素胞质受体核质受体复合物，核内受体是形成激素胞质受体核质受体复合物，核内受体是一种依赖于激素的转录增强子，进而启动一种依赖于激素的转录增强子，进而启动一种依赖于激素的转录增强子，进而启动一种依赖于激素的转录增强子，进而启动DNADNADNADNA的的的的转录；转录；转录；转录； 甾类激素可以诱导原初反应和次级反应；即：甾类激素可以诱导原初反应和次级反应；即：甾类激素可以诱导原初反应和次级反应；即：甾类激素可以诱导原初反应和次级反应；即：A A A A：直接诱导少数特殊基因转录的原初反应阶段；直接诱导少数特殊基因转录的原初反应阶段；直接诱导少数特殊基因转录的原初反应阶段；直接
43、诱导少数特殊基因转录的原初反应阶段；B B B B：基因产物再活化其他基因，产生一种延迟的次级基因产物再活化其他基因，产生一种延迟的次级基因产物再活化其他基因，产生一种延迟的次级基因产物再活化其他基因，产生一种延迟的次级反应。这种反应对激素原初作用起放大效应。反应。这种反应对激素原初作用起放大效应。反应。这种反应对激素原初作用起放大效应。反应。这种反应对激素原初作用起放大效应。mRNAmRNA蛋白质蛋白质蛋白质蛋白质原初反应原初反应原初反应原初反应蛋白质蛋白质蛋白质蛋白质mRNAmRNA次级反应次级反应次级反应次级反应591 1、CAMPCAMP信号通路信号通路2 2、磷脂酰肌醇信号通路、磷脂酰肌醇信号通路3 3、受体酶、受体酶4 4、固醇类激素通过细胞内受体、固醇类激素通过细胞内受体介导的信号传递介导的信号传递60
