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第六章 激素化学 第一节 激素的概念与分类 一、激素的一般概念 激素(hormone):生物体内特殊的腺体或组织 产生的,直接分泌到体液中,通过体液运送到特定 的部位(或直接扩散至特定部位),从而引起特殊 激动作用的一群微量的有机化合物。 特点:微量高效(肽类激素在血液中的浓度为 10-12 10-10 、类固醇激素为10-1010-8mol/L) 激素既不组成细胞结构,又不提供能量,也不起催化作 用,而是随体液到达靶细胞,使靶细胞原有的生理活动 发生变化。激素是调节生命活动的信息分子。 激素的分泌量随机体内外环境的改变而增减。正 常情况下,各种激素的作用是互相平衡的,但任 何一种内分泌腺机能发生亢进或减退,都会破坏 这种平衡,扰乱正常代谢及生理功能,从而影响 机体的正常发育和健康,甚至引起死亡。 二、激素的分类 依激素的化学结构分 含氮激素:蛋白质和肽类:如生长激素、催产素、 胰岛素等 氨基酸及其衍生物:如甲状腺素、肾 上腺素等 类固醇激素:性激素、皮质醇、醛固酮等 (环戊烷多氢菲) 脂肪酸衍生物激素:如前列腺素、血栓素、白三烯 等(花生四烯酸衍生物) 依激素的分泌及作用方式分 内分泌激素 (Endocrine Hormone) :内分泌细胞分 泌,通过血液循环到达靶细胞。如胰岛素、甲状腺素 、肾上腺素等。 旁分泌激素 (Paracrine Hormone) :体内某些组织细 胞分泌,通过扩散作用到达附近的靶细胞。如生长因 子、前列腺素等。 自分泌激素 (Autocrine Hormone):激素作用于分泌 细胞。 如癌基因产物。 三、激素作用的特征 信号传递作用 激素有级联放大作用 激素作用的特异性 激素的作用有时效性 激素间存在相互作用 激素的分泌受反馈调节 第二节 重要的动物激素 动物激素:动物腺体细胞、非腺体组织细胞分 泌的一切激素。 腺体激素:腺体细胞分泌的激素。 组织激素:非腺体组织细胞分泌的激素。 * 植物激素:对植物生长发育及代谢调控有控制 作用的有机化合物。 一、下丘脑激素(Hypothalamic Hormone) 激素:下丘脑分泌激素释放因子及激素释 放抑制因子 作用:调节垂体功能,控制垂体激素分泌 间接控制其他外周内分泌腺的分泌 下丘脑至少分泌10种激素 激素缩缩写化学本质质功能 促肾肾上腺皮质质激素释释放激 素 CRF41 AA 促进进或抑制 激素的分泌 生长长激素释释放因子GHRF多肽肽 生长长激素释释放抑制因子GHIF14 AA 促黄体激素释释放因子LRF10 AA 促卵泡激素释释放因子FSHRF40-44 AA 促黑激素释释放因子MRF多肽肽 促黑激素释释放抑制因子MRIF多肽肽 催乳激素释释放因子PRF多肽肽 催乳激素释释放抑制因子PRIF多肽肽 促甲状腺激素释释放因子TRF3 AA 促甲状腺激素释放激素 (Thyrotropin Releasing Hormone,TRH) 化学本质:由焦谷组脯组成的三肽激素 功能:促进垂体前叶释放促甲状腺激素(TSH) 血浆TRH是检测下丘脑功能的指标: 正常值 14168pmolL 原发性甲状腺功能减退 :TRH及TSH都增高 垂体性甲状腺功能减退 :TRH升高,TSH减少 下丘脑性甲状腺功能减退 :TRH和TSH均下降 生长长激素释释放抑制因子(GHIF) Growth Hormone Release-inhibiting Factor 化学本质:14肽 发现:生长抑素(somatostatin) 分布:下丘脑、胃、十二指肠 、胰脏兰氏岛、视 网膜 功能:抑制垂体分泌生长激素 、抑制胰高血糖素 及肠道激素分泌、促进胰岛素分泌 H-丙-甘-半胱-赖-天冬-苯丙-苯丙-色-赖-苏-苯丙-苏-丝-半胱-OH 生长素释放激素(GHRH ) Growth Hormone Releasing Hormone 化学本质:40-44肽 功能:与GRIH配合,调节腺垂体GH的分泌 特点:下丘脑中GHRH的含量极少 脉冲式释放 二、垂体激素(pituitary hornone) 位置:丘脑下部 结构:前、中、后叶 腺垂体:体内最重要的内分泌腺 神经垂体:不含腺体细胞,不能合成激 素 ,接受、分泌下丘脑激素 功能:分泌促激素,调节外周分泌腺 1. 腺垂体激素 前叶: 生长激素(GH)、促甲状腺激素(TSH)、促 性腺激素(GnH)、催乳激素(LTH/PRL)、促 肾上腺皮质激素(ACTH)、脂肪酸释放激素( LPH) 中叶: 促黑激素(MSH)、内啡肽( endophin) 生长激素(Growth Hornone,GH ) 化学本质:蛋白质 种属特异性:人,Mr 21700,191 AA,pH 4.9 牛, Mr 45750,396 AA, pH 6.85 功能:刺激骨及软骨生长 促进粘多糖及胶原的合成 促进肾上腺皮质分泌糖皮质激素 影响蛋白质、糖、脂代谢,影响体重增长 相关疾病:幼年分泌不足侏儒症 幼年分泌过过多巨人症 成年分泌过过多肢端肥大症 垂体活性过过高高血糖、糖尿 巨人症 侏儒症 生长生长 激素激素 促甲状腺激素(TSH) Thyroid-stimulating / Thyrotropic Hormone 化学本质:糖蛋白 结构:、亚基 功能:促进甲状腺发育、刺激甲状腺素分泌 影响全身代谢 调节:促甲状腺素释放激素(TRH)、甲状腺素反 馈抑制 促性腺激素(GnH) Gonadotrophin Hormone 化学本质:糖蛋白 结构: 、亚基 种类:促黄体生成激素/促黄体素(LH) 促卵泡成熟激素/促卵泡激素(FSH) 促黄体生成激素(LH) Luteinizing Hormone 促间质细胞激素(Interstitial Cell-stimulating Hormone, ICSH ) 功能:雌性:促进卵泡发育成黄体、排卵、分泌 雌激素 雄性:促使睾丸间质细胞发育、促进睾酮 合成分泌、促进精子生成 促卵泡成熟激素/促卵泡激素(FSH ) Follicle Stimulating Hormone 功能: 雌性:刺激卵巢发育,促进卵泡成熟、产生卵子 雄性:刺激睾丸发育,产生精子 FSH、LH和TSH 化学本质:糖蛋白 结构共性: 、亚基,-链结构 相似,- 链结构不同,不同的生理活性是由 - 链决定。 催乳激素(LTH / PRL) Luteotropic Homore / Prolactin 化学本质:蛋白质 种属特异性:人,199 AA,3对二硫键 功能:刺激乳腺分泌乳汁 还能刺激黄体分泌孕酮 催乳激素中有一段氨基酸序列与生长激素相似 促肾上腺皮质激素(ACTH) Adrenoccrticotropic Hormone 化学本质:39肽,有种属差异。 保守序列1-24(活性部位),34-39 功能:促进肾上腺皮质增生 刺激肾上腺皮质分泌激素 脂肪酸释放激素( LPH ) Lipotropic Hormones 化学本质:蛋白质 分类:-脂肪酸释放激素(-LPH),91 AA -脂肪酸释放激素(-LPH):58 AA 功能:促使脂肪水解,释放出脂肪酸。 促黑激素/促黑素细胞素(MSH) Melanocyte Stimulating Hormone 化学本质:多肽 种类: -MSH:13肽(与ACTH同源), -MSH:种属差异,人22肽;牛、羊18肽 、同源序列:Met-Glu-His-Phe-Arg-Trp-Gly 功能:促使皮肤黑色细胞分泌黑色素, 使皮肤颜色加深 阿狄森氏病:慢性肾上腺皮质机能减退症 内啡肽(endophin) 化学本质:小肽 种类: -内啡肽,16肽 -内啡肽,32肽 -内啡肽,17肽 功能:类吗啡功能镇痛 2.神经垂体激素 垂体后叶激素:催产素,加压素 来源:下丘脑神经细胞分泌轴轴突运输输 垂体后叶分泌 是下丘脑神经细胞分泌的,然后顺着神经纤维运送到垂体后 叶,并贮存在那里,在受到适当刺激时再分泌入血液。所以 垂体后叶实际上是贮存和释放这两种激素的器官。 催产素(Oxycotin,OT) 化学本质:9 肽,1对二硫键 种属特异性 功能:促使平滑肌(子宫)收缩 促乳腺排乳 微弱加压素活性 孕酮可抑制催产素的作用 加压素(Vasopressin VP) 抗利尿激素(Antidiuretic Hormone, ADH) 化学本质:9肽 无种属特异性 种类:第8位氨基酸差异决定 精氨酸加压素,赖氨酸加压素, 苯丙氨酸加压素 功能:促小动脉收缩,增高血压 减少排尿 微弱催产素活性 OT与VP 这两种激素肽链骨架 相似,差别在第3位 和第8位氨基酸不相 同,估计这两位的氨 基酸是它们各自表现 功能所必需的。 下丘脑 释放因子/抑制因子 腺垂体 促激素 腺体 神经垂体 激素 靶细胞 催产素 加压素 下丘脑-垂体激素 三、甲状腺激素 甲状腺是体内吸收碘能力最强的组织: 70-80% 甲状腺分泌3种激素: 甲状腺素(Thyroxine),T4 三碘甲状腺原氨酸,T3 降钙素(Calcitonin,CT) 甲状腺素(T4)和三碘甲状腺原氨酸( T3) 甲状腺素(3,5,3,5-四碘甲腺原氨酸,T4) 三碘甲腺原氨酸(3,5,3-三碘甲腺原氨酸,T3) 食物碘 胃肠道 I- H2O2 甲状腺过氧化物酶 活性碘(I2) 还原 T3、T4的合成过程 一碘Tyr TG-Tyr 甲状腺球蛋白 +活性碘+活性碘 3,5-二碘Tyr 2分子 3,5-二碘Tyr T4 一碘Tyr + 3,5-二碘Tyr T3 T3生理效应约为T4的5倍 碘化反应并不发生在游离Tyr,而是在甲状腺球蛋白分子中 的Tyr残基。 T3、T4的生理功能 甲状腺素没有特异的靶细胞,它的生理 作用很广泛,几乎遍及全身各组织,它的主 要生理功能有两方面: 促进体内各物质的代谢,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,促进肌体生长、发育、分化。 甲状腺机能异常 甲状腺机能亢进: 甲状腺激素分泌过多突眼性甲状腺肿肿症 甲亢是由于甲状腺功能亢进,分泌太多的甲状腺激素 ,从而引起甲状腺肿大,眼球外突,情绪暴躁等症状。 甲状腺机能减退: 发生在幼年得呆小病:患者身体矮小,智力低下,毛 发和性器官发育不良。 发生在成年得粘液性水肿 :患者皮肤浮肿,粗厚和 代谢率减低。 还有一种由于食物中长期缺碘引起地方性甲状腺肿 甲状腺激素的分泌受垂体前叶分泌的促甲状腺激素的 调节。 甲状腺甲状腺 激素激素 呆小症 甲状腺肿大 甲亢 地方性甲状腺肿:碘的缺乏是引起单纯性甲性腺肿的主要 因素。高原、山区土壤中的碘盐被冲洗流失,以致饮水和 食物中含碘量不足,因此,我国多山各省(如云贵高原) 的居民患此病的较多,故又称“地方性甲状腺肿”。 由于身体吸取的碘减少,血中甲状腺素浓度因之降低,通 过神经-体液调节途径,使垂体前叶分泌多量的促甲状腺 素,促使甲状腺肿大,这种肿大实际上是甲状腺的代偿性 肿大,是甲状腺功能不足的现象。初期,扩张的滤泡较为 均匀地散布在腺体各部,形成弥漫性甲状腺肿。若未经及 时治疗,病变继续发展,扩张的滤泡集成数个大小不等的 结节,逐渐形成结节性甲状腺肿。有些结节因血液供应不 良,可发生退行性变而引起囊肿形成或纤维化、钙化等改 变。 降钙素(Calcitonin,CT / TCT) 化学本质:蛋白质,32 AA 无种属特异性 功能:降血钙,降血磷 与甲状旁腺素作用相反 靶器官:骨基质、肾脏 甲状旁腺激素(Parathormone, PTH) 化学本质:多肽,84AA 功能:升血钙,降血磷 甲状旁腺机能减退:肌肉痉挛,四肢抽搐 甲状旁腺机能亢进:骨质疏松 / 脱钙性骨炎 1,25-二羟维生素D3:升血钙,升血磷。由肾脏分 泌,是由25-羟维生素D3受“促激素”(甲状旁腺激素) 作用转变而成。 四、胰腺激素 胰岛素(Insulin) 胰岛素的形成 胰岛细胞基因表达出来的产物,是前胰岛素原。 胰岛素的生理功能 降低血糖:促进葡萄糖利用、促进(肝、肌)糖 原合成、抑制肝糖原分解 促进蛋白质、脂质合成代谢 胰岛机能亢进:血糖过低,影响大脑功能 胰岛机能减退:糖尿病 胰高血糖素(Glucagon) 胰岛细胞分泌 化学本质:29肽 功能:促进肝糖原分解,升高血糖 能起到升高血糖作用的还有肾上腺素、糖皮质激 素和生长激素。 胰高血糖素与肾上腺素作用的异同 ? 均具有提高血糖含量的效应,都是通过 cAMP提高肝糖原磷酸化酶活性,从而促进糖 原分解。 但是胰高血糖素主要作用于肝脏,并不促 进肌糖原分解。它结合到肝细胞膜上的胰高 血糖素结合位点后,激活腺苷酸环化酶,从 而增加cAMP的浓度。cAMP又促进肝中磷酸 化酶a的浓度增高。 五、肾上腺激素 肾上腺髓质分泌的激素:肾上腺素 去甲/正肾上腺素 肾上腺皮质分泌的激素:糖皮质激素 盐皮质激素 肾上腺素(Adrenaline)与 去甲肾上腺素(Noradrenaline) 结构 生物合成 前体:酪氨酸(Tyr)/苯丙氨酸(Phe) 合成过程: Tyr 羟 化 羟化酶 多巴 脱 羧 多巴胺 羟 化 甲基化 去甲肾上腺素肾上腺素 Phe 羟 化 生物学功能 肾上腺素:促进肝糖原分解,升高血糖 增加心跳频率强心剂 收缩血管,非持续 去甲肾上腺素:促进血管收缩,增高血压加压剂 生血糖(弱作用) 肌体应急能力:血糖,血压 肾上腺素和去甲肾上腺素对升高血压作用的区 别 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) 去甲肾上腺素也能使血压升高,但机制不同 ,去甲肾上腺素主要使除冠状动脉以外的全身 小动脉收缩,所以使血压升高。(对血管作用 大) 激素 作用 生理上代谢上 肾上腺素对心脏作用大 强心剂(使心跳加 速) 对糖代谢作用 很大、升高血糖 正肾上腺素对血管作用大 加压剂(使血管收 缩) 对糖代谢作用 比肾上腺素弱, 只有其作用的二 十分之一 肾上腺皮质激素(类固醇激素) 结构类似胆固醇,为环戊烷多氢菲衍生物 分类: 糖皮质激素:皮质酮、皮质醇、(11-脱氢皮质 醇)可的松 、11-脱氢皮质酮 盐皮质激素:醛固酮、脱氧皮质醇、脱氧皮质酮 功能: 糖皮质激素:调节糖代谢:抑制糖氧化,促使 蛋白质转化为糖,升高血糖 减轻过 敏反应,减轻炎症。 盐皮质激素:调节水盐代谢:保钠排 钾 醛固酮进入肾细胞后,与细胞质中的醛固酮 受体蛋白结合,这个复合物再移动到染色质 上,形成特异的mRNA,这个mRNA合成特异的 蛋白质(AIP),这个蛋白质对钠泵起作用, Na+由肾细胞向血液中移动,使Na+平衡移向 血液,达到储钠的作用。 六、性激素 分泌:性器官(睾丸、卵巢)、肾上腺皮质 (少量) 种类:雄激素、雌激素、孕激素 化学本质:类固醇 雄激素 化学本质:19碳类固醇激素 种类:睾酮、雄酮、雄烯二酮 功能:促进性器官发育,促精子生成 、第二性征 显现;影响全 身代谢 睾酮 雄酮 雄烯二酮 主要由睾丸的间质细胞分泌,但肾上腺皮质及 卵巢也分泌少量的雄性激素。 睾酮、雄酮、雄烯二酮,可看作雄烃的衍生物 。三种激素中只有睾酮是睾丸分泌的,它的生理 功效最大,雄酮和雄烯二酮是睾酮的降解产物。 阉割公畜、公禽的睾丸,去除雄性激素的分泌 ,可显著减慢代谢氧化过程,沉着体脂,达到肥 育的目的。 雌激素 化学本质:18碳类固醇激素 种类: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。 卵泡激素 种类:雌二醇(活性最高),雌三醇、雌酮 功能:促进性器官发育,第二性征显现 雌二醇 雌三醇 雌酮 黄体激素 种类:主要为孕酮/黄体酮 功能:促进子宫和乳腺发育,抑制排卵,抑制动 情,促进受精卵着床与继续妊娠对全身代谢也有显 著影响。 肾上腺皮质之所以能产生性激素,是因为肾上 腺皮质激素和男、女性激素都是由胆固醇衍生而 来。在人体及脊椎动物性别上发生的反常现象( 如男人女性化,女人男性化)都与肾上腺皮质功 能有关。青年女性如肾上腺皮质功能亢进,产生 过多雄激素,其生理、形态即会出现男性第二性 征,如长胡须和生殖器官变态等。同理,男青年 如果肾上腺功能紊乱,其形态、生理也会出现女 性特征。正常情况下,肾上腺皮质不会产生过量 性激素。 性激素决定第二性征。雌性个体分泌的雄激素 、雄性个体分泌的雌激素激素一般随尿排出。 七、前列腺素(Prostaglandin,PG ) 人体分布最广、效应最大的 生物活性物质之一 化学本质:脂肪酸(花生四烯酸)衍生物 基本结构:前列腺酸(20碳) 种类(头结构):PGA,PGB,PGC,PGD, PGE, PGF,PGH 花生四烯酸前列腺酸 PGA PGB PGE 生理功能 生物效应广泛,对全身各个系统如生 殖、管、呼吸 和消化、神经系统及机体代谢过程等均有作用: 激素调节物:调节某些激素活性 平滑肌收缩:子宫平滑肌收缩引产 舒张小血管 不良作用:增加发炎效应,红肿、发热 第三节 激素的调控体系 一、下丘脑、垂体、腺体轴 下丘脑 释放因子 腺垂体 促激素 腺体 激素 靶细胞 抑制因子 生理效应 三大轴心: 下丘脑 腺垂体甲状腺 / 肾上腺 / 性腺 二、反馈调节 激素靶细胞代谢产物对相应内分泌腺分泌活 动的调节作用。 三、激素间相互作用 协同作用:生长素、肾上腺素、糖皮质激素 及胰高血糖素 生血糖 拮抗作用:胰岛素&胰高血糖素 甲状旁腺激素&降钙素 第四节 激素的作用原理 内、外环境改变 机体相关组 织分泌激素 激素与靶细胞 上的受体结合 靶细胞产生生物学 效应,适应内外环 境改变 激素作用机制 一、受体及其特征 受体(receptor):细胞膜上或细胞内能特别识 别生物活性分子并与之结合,再把识别和接受的信 号正确无误地传递到细胞内部,进而引起生物学效 应的特殊蛋白质(个别为糖脂)。 配体(ligand): 能与受体呈特异性结合的生物活性 分子第一信使. 受体的种类 膜受体(membrane receptor): 位于细胞质膜上的受体,绝大部分是镶嵌糖蛋白 。根据其结构和转换信号的方式又分为三大类:离 子通道受体,G蛋白偶联受体、单个跨膜受体 胞内受体(intracellular receptor): 位于细胞浆和细胞核中的受体,通常为DNA结合 蛋白。 目前已知通过细胞内受体调节的激素有糖皮质 激素、盐皮质激素、雄激素、孕激素、雌激素、 甲状腺素(T3及T4)和1,25-(OH)2-D3等。上 述激素除甲状腺素外均为类固醇化合物。细胞内 受体又可分为核内受体和胞浆内受体,如雄激素 、孕激素、雌激素和甲状腺素受体位于细胞核内 ,而糖皮质激素的受体位于胞浆内。 受体作用的特点 高度专一性 高度亲和力 可饱和性 可逆性 特定的作用模式 配体浓度 受体饱和度() 配体受体结合曲线 二、质膜激素受体的信息传递 离子通道受体 (Circular Receptor) G蛋白偶联受体 (G-protein Coupled Receptors, GPCRs) 单个跨膜受体 (Enzyme-linked Cell-surface Receptor) (一) 环状受体 配体依赖性离子通 道 乙酰胆碱受体 acetylcholine receptor 离子通道型受体是一类自身为离子通道的受体,即配体门通道 (ligand-gated channel)。主要存在于神经、肌肉等可兴奋细胞 ,其信号分子为神经递质。 神经递质通过与受体的结合而改变通道蛋白的构象,导致离子 通道的开启或关闭,改变质膜的离子通透性,在瞬间将胞外化学信 号转换为电信号,继而改变突触后细胞的兴奋性。如:乙酰胆碱受 体以三种构象存在,两分子乙酰胆碱的结合可以使之处于通道开放 构象,但该受体处于通道开放构象状态的时限仍十分短暂,在几十 毫微秒内又回到关闭状态。然后乙酰胆碱与之解离,受体则恢复到 初始状态,做好重新接受配体的准备。 (二)G蛋白偶联受体(G-protein coupled receptors, GPCRs) / 七个跨膜螺旋受体 1. 受体结构的特点 受体的N端可有不同的糖基化。 胞内的第二和第三个环能与G-蛋白相偶联 。 受体内有一些高度保守的半胱氨酸残基,对维持受体 的结构起到关键作用。 这类受体的信息传递可归纳为:激素受体G蛋白 酶第二信使蛋白激酶酶或功能蛋白生物学 效应。 G蛋白(guanylate binding protein) 是一类和GTP或GDP相结合、位于细胞膜胞 浆内的外周蛋白,由、 三个亚基组成。 有两种构象:非活化型 -GDP 活化型 -GTP G蛋白 (G protein) G蛋白的激活与失活 : 亚基具有GTPase活性 蛋白种类及作用 Gs与Gi 2. 第二信使(secondary messenger) Earl Sutherland 20世纪50年代初发现cAMP 首次提出第二信使学说 1971年获诺贝尔医学生奖 第二信使 : 在细胞内传递信息的小分子物质,如: cAMP、 cGMP、 Ca2+、DAG、IP3、磷脂酸、神经酰 胺等。 3. 第二信使的主要作用途径 cAMP- 蛋白激酶途径 Ca2+- 依赖性蛋白激酶途径 1) cAMP - 蛋白激酶途径 组成 激素,受体,G蛋白,腺苷酸环化酶 (adenylate cyclase,AC), cAMP(第二信使) ,蛋白激酶 A(protein kinase A,PKA) G蛋白激活腺苷酸环化酶 产生第二信使cAMP 腺苷酸腺苷酸 环化酶环化酶 以cAMP为第二信使的激素 肾上腺素、胰高血糖素、降钙素、促甲 状腺激素、促肾上腺皮质激素、促黑激素、 促脂解激素、加压素、促黄体生成素、甲状 旁腺素等 cAMP ATP AC PPi AMP PDE H2O 磷酸二酯酶 (phosphodiesterase, PDE) 腺苷酸环化酶 (adenylate cyclase,AC) cAMP 的合成与分解 cAMP的作用机理 cAMP作用于蛋白激酶A (cAMP-dependent protein kinase A,PKA) 系统。 PKA为4聚体别构酶: R 调节亚基 C 催化亚基 4聚体非活性状态 游离催化亚基酶活性 PKA的作用 对代谢的调节作用: PKA被cAMP激活后,能在ATP存在的情况下使许多蛋白质 特定的丝氨酸残基和(或)苏氨酸残基磷酸化,从而调节细胞的 物质代谢和基因表达。如:肾上腺素调节糖原分解的级联反应。 PKA的激活过程需要Mg2+。 磷酸化酶激酶 无活性 活性 磷酸化酶激酶 ATP 磷酸化酶 无活性 磷酸化酶 活性 ATP PPi 磷蛋白磷酸酶 磷蛋白磷酸酶 H2O PPi PKA 抑制物a 抑制物b ATP 磷蛋白磷酸酶 PPi 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 ATPcAMP PKA 肾上腺 素与质膜上的受体结合后,通过激动型 G蛋白使AC激活,AC催化ATP生成cAMP,后者 能进一步激活PKA。PKA一方面使无活性的磷酸 化酶激酶b磷酸化而转变成有活性的磷酸化酶激酶 a,后者能催化磷酸化酶b修饰带上磷酸根,成为 有活性的磷酸化酶a。磷酸化酶a经磷蛋白磷酸化 酶脱去磷酸又转变成无活性的磷酸化酶b。磷蛋白 磷酸酶的活性也受PKA的调节,磷酸化和脱磷酸 化呈对立统一的关系。同时,PKA也可使有活性 的糖原合成酶的特定丝苏氨酸磷酸化而失去活 性。 2)Ca2+依赖性蛋白激酶途径 组成 激素,G蛋白 磷脂酶C(phospholipase C, PLC) 甘油二脂(diacylglycerol, DAG) 三磷酸肌醇( inositol 1, 4, 5 triphosphate, IP3 ) 蛋白激酶C(protein kinase C, PKC) 钙调蛋白、CaM激酶 在收缩、运动、分泌和分裂等复杂的生命活动 中,需有Ca2+参与调节,胞浆内Ca2+浓度在0.01- lmol/L,比细胞外液中 Ca2+浓度(约2.5mmol/L )低得多。细胞的肌浆网、内质网和线粒体可作 为细胞内Ca2+的储存库。当细胞外液的Ca2+通过 钙通道进人细胞,或者亚细胞器内储存的Ca2+释 放到胞浆时,都会使胞浆内Ca2+水平急剧升高, 随之引起某些酶活性和蛋白功能的改变,从而调 节各种生命活动。因而将Ca2+也视为细胞内重要 的第二信使。 磷脂酶C的功能 IP3 , DAG的 功 能 IP3 :与内质网和肌浆网上的受体结合,促使 细胞内 Ca 2+释放 DAG:在磷脂酰丝氨酸和Ca 2+协同下激活 PKC 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和晚期反应。 蛋白激酶C是G蛋白偶联受体系统中的效应物, 在 非活性状态下是水溶性的,游离存在于胞质溶胶中,激 活后成为膜结合的酶。蛋白激酶C的激活是脂依赖性的 ,需要膜脂DAG的存在,同时又是Ca2+依赖性的,
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