第七章激素化学

1、 第五章第五章 激素化学激素化学5.1 5.1 概述概述n1. 概念概念n激素激素（hormone）：是生物体内特殊组织：是生物体内特殊组织或腺体产生的微量化学信息分子。它们被或腺体产生的微量化学信息分子。它们被直接分泌到体液中，通过体液运送到特定直接分泌到体液中，通过体液运送到特定作用部位（靶细胞或靶器官），从而引起作用部位（靶细胞或靶器官），从而引起生理效应。生理效应。n2. 作用作用n促使高等生物机体的细胞和组织器官既分促使高等生物机体的细胞和组织器官既分工又合作，形成一个统一的整体。工又合作，形成一个统一的整体。n1，含量少；在生物体某特定组织细胞，含量少；在生物体某特定组织细胞产生；

2、产生；n2，作用大，效率高，在新陈代谢中起，作用大，效率高，在新陈代谢中起调节控制作用。调节控制作用。n3，通过体液的运动被输送到其他组织，通过体液的运动被输送到其他组织中发挥作用；中发挥作用；n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 3 特点特点激素动物激素植物激素腺体激素组织激素氨基酸衍生物激素肽及蛋白质激素类固醇激素脂酸衍生物激素脊椎动物激素无脊椎动物激素甲壳类激素昆虫激素生长素类赤霉素类细胞分裂素类脱落酸乙烯n 4. 分类腺体腺体组织组织5.2 动物激素动物激素5.2.1 人体及脊椎动物激素的人体及脊椎动物激素的 化学本质和生理功能化学本质和生理功能1. 1

3、. 氨基酸衍生物激素氨基酸衍生物激素n甲状腺激素甲状腺激素2 I-H2O2,I2I2 + HO-CH2-CH-COOHNH2HO-CH2-CH-COOHNH2IHO-CH2-CH-COOHNH2IIMIT (DIT (3,5-MIT + DIT-CH2-CH-COOHIINH2HOIO2 DITOIHOINH2II-CH2-CH-COOH三碘甲状腺原氨酸（T3）甲状腺素（T4，四碘甲状腺原氨酸）n甲状腺素（甲状腺素（thyroxinethyroxine）的主要生理功能）的主要生理功能n主要是促进糖、脂及蛋白质的代谢；促进机主要是促进糖、脂及蛋白质的代谢；促进机体的生长发育和组织分化体的生长发育

4、和组织分化n疾病疾病n甲状腺机能衰退：呆小症，厚皮症甲状腺机能衰退：呆小症，厚皮症n甲状腺机能亢进：突眼性甲状腺肿症甲状腺机能亢进：突眼性甲状腺肿症n膳食中缺碘：甲状腺肿大（大脖子病膳食中缺碘：甲状腺肿大（大脖子病）n肾上腺素肾上腺素（epinephrine）HOHOCH CH2OHNHCHn 肾上腺素的生理功能肾上腺素的生理功能n 使血管收缩，增高血压使血管收缩，增高血压 n 调节糖原分解，增加血糖含量调节糖原分解，增加血糖含量n 由肾上腺髓质分泌的激素，由酪氨酸转变而来由肾上腺髓质分泌的激素，由酪氨酸转变而来。CCOHHNHCH3HCH3麻黄素（拟肾上腺素）2. 2. 肽和蛋白质激素肽和蛋

5、白质激素n 垂体激素垂体激素n 脑垂体在神经系统的控制脑垂体在神经系统的控制下，起调节体内各种内分下，起调节体内各种内分泌腺作用。泌腺作用。促肾上腺皮质激素（ACTH）促甲状腺素（TSH）促卵泡素（FSH）促黄体生成素（LH）生长激素（GH）催乳素（LTH）影响代谢促性腺激素促进或抑制其他内分泌腺的发育分泌n 垂体前叶激素垂体前叶激素n 促肾上腺皮质激素促肾上腺皮质激素（ACTH，adrenoccrticotropic hormone）n 生理功能生理功能n 促进肾上腺皮质的发育和分泌促进肾上腺皮质的发育和分泌n 治疗痛风、气喘及皮肤痛等。治疗痛风、气喘及皮肤痛等。n促甲状腺素促甲状腺素（TS

6、H，thyroid-stimulating hormone）n生理功能生理功能n促进甲状腺的发育及分泌，从而影响全身代谢。促进甲状腺的发育及分泌，从而影响全身代谢。n生长激素生长激素（GH，growth hormone）n 生理功能生理功能n 刺激骨及软骨的生长刺激骨及软骨的生长n 促进蛋白质的生物合成促进蛋白质的生物合成n 影响蛋白质、糖类、脂类的代谢影响蛋白质、糖类、脂类的代谢n 疾病疾病n 侏儒症、巨人症、肢端肥大侏儒症、巨人症、肢端肥大症n促卵泡素促卵泡素（FSH，follicle stimulating hormone）n促使卵巢（或精巢）发育，促使卵泡（或精子）生促使卵巢（或精巢）

7、发育，促使卵泡（或精子）生成和释放。成和释放。n促黄体生成素促黄体生成素（LH，luteinizing hormome）n促进卵泡发育成黄体，促进分泌孕酮，阻止排卵，促进卵泡发育成黄体，促进分泌孕酮，阻止排卵，或促使睾丸的间质细胞发育，刺激睾丸分泌激素。或促使睾丸的间质细胞发育，刺激睾丸分泌激素。n催乳素催乳素（LTH，prolactin）n刺激已发育完全的乳腺分泌乳汁，刺激并维持黄体刺激已发育完全的乳腺分泌乳汁，刺激并维持黄体分泌孕酮。分泌孕酮。n促黑激素促黑激素（MSH，melanocyte stimulating hormone）-MSH： 丝-酪-丝-蛋-谷-组-苯丙-精-色-甘-赖-

8、脯-缬-MSH： 丙-谷-赖-赖-天-谷-甘-脯-酪-精-蛋-谷-组-苯丙-精-色-甘-丝-脯-脯-赖-天n 生理功能生理功能n 促进皮肤色素形成，控制皮色素颗粒在细胞质内的分布。促进皮肤色素形成，控制皮色素颗粒在细胞质内的分布。n 内啡肽内啡肽（endophin）n 使人全身麻醉，体温降低达数小时之久使人全身麻醉，体温降低达数小时之久n 垂体后叶激素垂体后叶激素n 催产素（催产素（oxytocinoxytocin）n 使平滑肌收缩，具有催产及使平滑肌收缩，具有催产及使乳腺排乳的作用。使乳腺排乳的作用。 n 加压素（加压素（vasopressionvasopression）n 使小动脉收缩，增

9、高血压；使小动脉收缩，增高血压；减少排尿作用，调节水代谢减少排尿作用，调节水代谢。 CysTyrILeGlnAsnCysProLeuGlyNH2SS牛催产素CysTyrGlnAsnCysProSSPheArgGlyNH2牛加压素 下丘脑激素n下丘脑所分泌的激素主要包括：释放激素（或释放因下丘脑所分泌的激素主要包括：释放激素（或释放因子）和释放抑制激素。子）和释放抑制激素。n促甲状腺素释放激素（促甲状腺素释放激素（TRH）n促肾上腺皮质激素释放激素（促肾上腺皮质激素释放激素（CRH）n促卵泡素释放激素（促卵泡素释放激素（FRH）n促黄体生成素释放激素（促黄体生成素释放激素（LRH）n生长素释放激

10、素（生长素释放激素（GRH）；生长素释放抑制激素（）；生长素释放抑制激素（GRIH）n促黑激素释放激素促黑激素释放激素（MRH）;促黑激素抑制释放激素促黑激素抑制释放激素（MRIH）n催乳素释放激素（催乳素释放激素（PRH）；催乳素释放抑制激素（）；催乳素释放抑制激素（PRIH）中枢神经系统下丘脑下丘脑激素（释放因子）垂体前、中叶促肾上腺皮质激素促甲状腺激素促卵泡激素黄体生成 激素催乳素 生长激素加压素 催产素 血糖水平垂体后叶肾上腺 皮质甲状腺卵巢/睾丸胰腺细胞肾上腺 髓质 肾上腺皮质激素甲状腺素孕酮睾酮 胰岛素胰高血糖素肾上腺素人体内分泌腺和靶组织的主要调节关系第一级激素第二级激素第三级激

11、素第一靶第二靶终靶三级调节水平叶 胰岛素（insulin）n胰岛由胰岛由、三种细胞组成。三种细胞组成。n 细胞：胰高血糖素细胞：胰高血糖素n 细胞：胰岛素细胞：胰岛素n 细胞：生长激素抑制因子细胞：生长激素抑制因子n1922年，从胰脏中提取得到年，从胰脏中提取得到一种较纯的降血糖物质，命一种较纯的降血糖物质，命名为胰岛素。名为胰岛素。n1965年，我国完成了牛结晶年，我国完成了牛结晶胰岛素的全合成工作。胰岛素的全合成工作。n结构结构2121个氨基酸残基个氨基酸残基3030个氨基酸残基个氨基酸残基前胰岛素原前胰岛素原NH3COO-ABCD胰岛素原胰岛素原ABC-s-s-s-s-信号肽酶胰岛素胰岛

12、素AB-s-s-s-s肽酶A AA A链；链；B BB B链；链；C C连接肽；连接肽；D D信号肽信号肽n 生理功能生理功能n 低血糖效应：低血糖效应：一方面提高组织摄取葡萄糖的能一方面提高组织摄取葡萄糖的能力；另一方面促进肝糖原和肌糖原的合成，抑制力；另一方面促进肝糖原和肌糖原的合成，抑制肝糖原的分解。因此，胰岛素有降低血糖含量的肝糖原的分解。因此，胰岛素有降低血糖含量的作用。作用。 n 胰岛素分泌显著减少，血糖升高，发生糖尿病。胰岛素分泌显著减少，血糖升高，发生糖尿病。n 胰岛机能亢进，造成胰岛素休克。胰岛机能亢进，造成胰岛素休克。 胰高血糖素胰高血糖素（glucagon）n胰高血糖素为

13、胰岛的胰高血糖素为胰岛的- -细胞分泌的多肽激素，由细胞分泌的多肽激素，由2929个个氨基酸组成。氨基酸组成。n 生理功能生理功能：促进肝糖原分解，使血糖升高。：促进肝糖原分解，使血糖升高。n 胰高血糖素原胰高血糖素原 甲状旁腺素和降钙素甲状旁腺素和降钙素n由甲状旁腺分泌由甲状旁腺分泌n作用于骨基质和肾脏，共同调节钙、磷代谢，作用于骨基质和肾脏，共同调节钙、磷代谢，使血中钙磷浓度相对稳定。使血中钙磷浓度相对稳定。n甲状旁腺素（甲状旁腺素（PTHPTH）可以升高血钙）可以升高血钙n降钙素（降钙素（CTCT）可以降低血钙）可以降低血钙 脑肽脑肽（enkephalins）n Met-Met-脑啡肽脑

14、啡肽：酪：酪- -甘甘- -甘甘- -苯丙苯丙- -蛋蛋n LeuLeu- -脑啡肽脑啡肽：酪：酪- -甘甘- -甘甘- -苯丙苯丙- -亮亮3. 3. 类固醇激素类固醇激素n类固醇（甾体）激素是一类脂溶性激素，它们在结类固醇（甾体）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。构上都是环戊烷多氢菲衍生物。n 肾上腺皮质激素肾上腺皮质激素n由肾上腺皮质分泌产生由肾上腺皮质分泌产生OCOHOCH2OHOHn糖皮质激素糖皮质激素n调节糖代谢：抑制糖的氧化，使血糖升高；促调节糖代谢：抑制糖的氧化，使血糖升高；促进蛋白质转化为糖。进蛋白质转化为糖。n包括：皮质酮、包括：皮质酮、17-17-

15、羟皮质酮（氢化可的松）羟皮质酮（氢化可的松）和和17-17-羟羟-11-11-脱氢皮质酮（可的松）脱氢皮质酮（可的松）n盐皮质激素盐皮质激素n调节水盐代谢：促使体内保留钠离子及排出过调节水盐代谢：促使体内保留钠离子及排出过多的钾离子，调节水盐代谢。多的钾离子，调节水盐代谢。n包括：包括：11-11-脱氧皮质酮、脱氧皮质酮、17-17-羟羟-11-11-脱氧皮质酮脱氧皮质酮11-11-脱氢皮质酮和醛固酮。脱氢皮质酮和醛固酮。n 性激素类性激素类n与动物的性别及第二性征的发育有关。分泌受与动物的性别及第二性征的发育有关。分泌受垂体的促性腺激素（垂体的促性腺激素（LHF LHF 和和 SHSH）调节

16、。）调节。n雄性激素雄性激素n包括：睾酮、雄酮、雄烯二酮包括：睾酮、雄酮、雄烯二酮n雌性激素雌性激素n卵泡素：雌酮、雌二醇、雌三醇卵泡素：雌酮、雌二醇、雌三醇n黄体激素：黄体酮黄体激素：黄体酮4. 4.脂肪酸衍生物激素脂肪酸衍生物激素前列腺素前列腺素n前列腺素（简称前列腺素（简称PGPG）是一类具有生理活性物质的总是一类具有生理活性物质的总称，现在已发现有几十种。这类激素广泛存在于哺称，现在已发现有几十种。这类激素广泛存在于哺乳动物的各种组织中。乳动物的各种组织中。COOHCH3n 根据环戊烷上的取代基和不饱和键的位置的不同，分为：根据环戊烷上的取代基和不饱和键的位置的不同，分为：A、B、C、

17、D、E、F、G、H、I等类；每类根据双键数的等类；每类根据双键数的多少分类。多少分类。n生理功能生理功能n不同结构的前列腺素，其功能也不相同：不同结构的前列腺素，其功能也不相同：nPGE、PGF有收缩平滑肌的作用；有收缩平滑肌的作用；nPGE、PGA是有效的血管扩张剂；是有效的血管扩张剂；nPGE、PGI可抑制血小板聚集作用；可抑制血小板聚集作用；n作为激素的调节物起作用。作为激素的调节物起作用。5.2.2 5.2.2 无脊椎动物激素的无脊椎动物激素的 化学本质和生理功能化学本质和生理功能n1. 1. 昆虫激素昆虫激素n昆虫的内激素昆虫的内激素n保幼激素保幼激素n蜕皮激素蜕皮激素n脑激素脑激素

18、 n 昆虫外激素昆虫外激素n 性外激素性外激素 n 变色激素变色激素 n 2. 2. 甲壳类动物激素甲壳类动物激素 5.3 5.3 植物激素植物激素n指一些对植物生长发育及代谢有控制作用的有指一些对植物生长发育及代谢有控制作用的有机化合物，又称机化合物，又称“植物生长调节物质植物生长调节物质”n高等植物激素高等植物激素n植物生长素植物生长素n赤霉素赤霉素n细胞分裂素细胞分裂素n脱落酸脱落酸n乙烯乙烯5.4 5.4 激素的作用机制激素的作用机制n激素的受体（激素的受体（receptorreceptor）n靶细胞中能识别激素并与该激素特异结合，从而靶细胞中能识别激素并与该激素特异结合，从而启动各种

19、生物效应的分子。启动各种生物效应的分子。n激素和受体结合的特点：激素和受体结合的特点：n结合有特异性；结合有特异性；n结合有高度的亲和力；结合有高度的亲和力；n激素与受体之间通过氢键、盐键、疏水作用等非共价键结激素与受体之间通过氢键、盐键、疏水作用等非共价键结合，是可逆的。合，是可逆的。n可饱和性可饱和性n具有放大信息的效应具有放大信息的效应作用机制n1. 1. 通过环核苷酸起作用通过环核苷酸起作用n 激素（激素（第一信使第一信使）把）把信息传递给靶细胞，然信息传递给靶细胞，然后再由后再由cAMPcAMP（第二信第二信使使）把这个信息传递给）把这个信息传递给细胞内某些蛋白质或酶细胞内某些蛋白质

20、或酶系统，发挥它对靶细胞系统，发挥它对靶细胞的调节作用。的调节作用。n 大部分含氮类激素以大部分含氮类激素以这种方式起作用，如肾这种方式起作用，如肾上腺素、胰高血糖素等。上腺素、胰高血糖素等。 cAMP是一系列调控分子的是一系列调控分子的第二信使第二信使以以cAMPcAMP为第二信使的激素有：为第二信使的激素有：胰高血糖素、肾上腺素、促肾胰高血糖素、肾上腺素、促肾上腺皮质素、甲状旁腺素、甲上腺皮质素、甲状旁腺素、甲状腺刺激素、促滤泡激素、促状腺刺激素、促滤泡激素、促黄体生成激素等，穿梭蛋白是黄体生成激素等，穿梭蛋白是GsGs。也有一些激素通过抑制。也有一些激素通过抑制腺苷酸环化酶降低腺苷酸环化

21、酶降低cAMPcAMP水平，水平，抑制蛋白磷酸化起作用，如促抑制蛋白磷酸化起作用，如促生长素、前列腺素等，穿梭蛋生长素、前列腺素等，穿梭蛋白是白是GiGi。 cGMP也是一种第二信使也是一种第二信使 cGMPcGMP在一些细胞中也作为第二在一些细胞中也作为第二信使起作用，包括肠衬细胞、心脏、信使起作用，包括肠衬细胞、心脏、血管、脑、肾的集合管。血管、脑、肾的集合管。cGMPcGMP携带携带的信息依作用组织的不同而不同，的信息依作用组织的不同而不同，在肾和肠中，它引起离子运输及吸在肾和肠中，它引起离子运输及吸水潴留的改变，在心脏平滑肌中是水潴留的改变，在心脏平滑肌中是肌肉舒张的信号，在脑中与发育

22、过肌肉舒张的信号，在脑中与发育过的成人功能及发育中的脑功能有关。的成人功能及发育中的脑功能有关。蛋白激酶蛋白激酶A调节亚基调节亚基催化亚基催化亚基酶酶磷磷酸酸化化n2. 2. 通过磷酸肌醇酶起作用通过磷酸肌醇酶起作用激素与受体结合G蛋白磷酸肌醇酶磷酸肌醇二酰基甘油 + 肌醇三磷酸活化打开Ca2+通道蛋白激酶cSer-OHThr-OHSer-O-PThr-O-PCa2+ + CaMCa2+ CaM复ECa2+ CaME复合物第一信使：第一信使：激素激素第二信使第二信使：二酰基甘油和肌醇三磷酸：二酰基甘油和肌醇三磷酸改变一系列酶的活性蛋白激酶蛋白质或酶磷酸化n3. 3. 作为合成新酶的诱导剂起作用

23、作为合成新酶的诱导剂起作用胰岛素受体的酪氨酸胰岛素受体的酪氨酸激酶活性激酶活性 胰岛素受体的本身胰岛素受体的本身就是一个蛋白质激酶，就是一个蛋白质激酶，可以把可以把ATPATP的磷酸基转的磷酸基转移给移给TyrTyr、SerSer或或ThrThr的的- -OHOH。受体有两个明显。受体有两个明显的的 - -亚基盘曲于膜外，亚基盘曲于膜外，两个跨膜的两个跨膜的 - -亚基，羧亚基，羧基段在胞质面，基段在胞质面， - -亚基亚基有胰岛素结合位点，有胰岛素结合位点， - -亚基有酪氨酸激酶功能亚基有酪氨酸激酶功能域。域。n 4. 4.通过酪氨酸激酶起作用通过酪氨酸激酶起作用效应物效应物亲脂性信号分子

24、通过亲脂性信号分子通过胞内受体调节基因表达胞内受体调节基因表达亲水性信号分子通过亲水性信号分子通过膜表面受体传递信号膜表面受体传递信号如蛋白质、肽类、如蛋白质、肽类、氨基酸及其衍生物氨基酸及其衍生物如固醇类激素如固醇类激素提提 要要n激素激素是生物体内产生的，通过体液或细胞外液运是生物体内产生的，通过体液或细胞外液运送到作用部位，产生特殊激动效应（调节控制各送到作用部位，产生特殊激动效应（调节控制各种物质代谢或生理功能），有利于多细胞有机体种物质代谢或生理功能），有利于多细胞有机体统一成整体的一类微量的有机化合物。统一成整体的一类微量的有机化合物。n激素按其激素按其化学本质化学本质，可分为：，

25、可分为：氨基酸衍生物激素肽和蛋白质激素 类固醇（甾体）激素脂肪酸衍生物激素含氮激素生 理 功 能n肾上腺素肾上腺素和和胰高血糖素胰高血糖素使血糖升高；使血糖升高；n胰岛素胰岛素降低血糖；降低血糖；甲状腺素甲状腺素促进各种代促进各种代谢，促进生长发育及智力发育；谢，促进生长发育及智力发育；n内啡肽内啡肽和和脑啡肽脑啡肽起吗啡作用；起吗啡作用；n前列腺素前列腺素对生殖、心血管、呼吸、消化对生殖、心血管、呼吸、消化和神经系统等都有显著影响作用。和神经系统等都有显著影响作用。调 节 控 制 n三级调节水平体系三级调节水平体系n接受到特定的神经信息后：接受到特定的神经信息后：n下丘脑分泌促释放因子和抑制因子下丘脑分泌促释放因子和抑制因子第一级第一级激素激素；n促进或抑制垂体前叶激素促进或抑制垂体前叶激素第二级激素第二级激素的分的分泌；泌；n作用于靶器官，使靶器官分泌各种激素作用于靶器官，使靶器官分泌各种激素第第三级激素三级激素。作用于最终的靶组织的细胞上，。作用于最终的靶组织的细胞上，起到调节物质代谢和生理功能的效应起到调节物质代谢和生理功能的效应。作作 用用 机机 理理n通过环核苷酸起作用通过环核苷酸起作用n通过磷酸肌醇酶起作用通过磷酸肌醇酶起作用n作为合成新酶的诱导剂起作用作为合成新酶的诱导剂起作用n通过酪氨酸激酶起作用通过酪氨酸激