激素生物膜课件

1、关于激素生物膜第一张，PPT共五十四页，创作于2022年6月一、激素的定义1904 年提出，是生物体内特殊组织或腺体产生的，直接分泌到体液中，随着体液分送到特定作用部位，对某些靶细胞具有刺激作用，从而引起特殊的激动效应的一群微量的有机化合物；是生物体内的 “化学讯息”，在机体的代谢过程或生理过程起调控作用；第二张，PPT共五十四页，创作于2022年6月 激素的来源： 激素有内分泌细胞制造的。人体内内分泌细胞有群居和散住两种。 群居的内分泌细胞形成 分泌腺，如脑壳里的脑垂体，脖子前部的甲状腺、甲状旁腺，腹部的肾上腺、胰岛、卵巢、睾丸。 散住的如胃肠粘膜中有胃肠激素细胞，丘脑下部分泌肽类激素的细胞

2、等。第三张，PPT共五十四页，创作于2022年6月根据激素的化学结构和调控功能，一般可以分为三类 （1）含氮激素：包括蛋白质激素、多肽激素、氨基酸衍生物激素等，常由脑垂体、甲状旁腺、胰岛等分泌多肽或蛋白质类激素；由甲状腺分泌的甲状腺素及肾上腺髓质分泌的肾上腺素为氨基酸的衍生物。（2）固醇类激素：性腺、胎盘、肾上腺皮质分泌的激素大多数是固醇类激素；（3）脂肪酸衍生物激素：主要由生殖系统及其它组织分泌产生，例如前列腺素。在生物激素中，动物激素最为重要。植物激素主要为植物生长调节剂。二、激素的分类第四张，PPT共五十四页，创作于2022年6月三、激素的合成与分泌3.1 合成途径：（1）由激素的结构基

3、因通过转录与翻译形成（2）通过胞内存在的酶系催化合成3.2 分泌（1）蛋白和肽类激素的生物合成与一般蛋白质合成一样，经由基因的转录和翻译。合成后保存于高尔基体的小颗粒内，在适当条件下释放出来。（2）固醇类与脂肪酸衍生物激素多在分泌细胞内经过一系列酶促反应生成。第五张，PPT共五十四页，创作于2022年6月4.1 氨基酸衍生物激素-甲状腺素甲状腺是体内吸收碘能力最强的组织，能将体内70-80%的碘富集在其中。在甲状腺过氧化物酶、H2O2作用下，碘离子被氧化成活性碘，进而与甲状腺球蛋白中的酪氨酸残基作用产生一碘酪氨酸残基，进而产生3,5-二碘酪氨酸残基。碘化酪氨酸残基之间进一步反应，并通过甲状腺球

4、蛋白的水解形成T3与T4。甲状腺所分泌的激素主要是甲状腺素(T4)和少量的三碘甲腺原氨酸(T3)。T4活性低、起效较慢，但持续时间长；T3活性高、起效快，但持续时间短。二者的结构如下：三碘甲状腺原氨酸(T3) 甲状腺素(T4)四、重要激素举例第六张，PPT共五十四页，创作于2022年6月甲状腺激素生理功能在甲状腺素的合成中，碘化过程并不是发生在游离的酪氨酸上，而是甲状腺球蛋白分子中的酪氨酸残基发生碘化反应；甲状腺球蛋白中含有约120个酪氨酸残基；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；对中枢神经系统、循环系统、造血过程、肌肉活动及智力和体质的发育等均有显著作用。幼年动物若

5、甲状腺机能减退或切除甲状腺时，将引起发育迟缓，身材矮小，行动呆笨而缓慢；成年动物甲状腺机能减退时，出现厚皮病，心搏减慢，基础代谢降低，性机能低下。反之，甲状腺机能亢进，动物眼球突出，心跳加快，基础代谢增高，消瘦，神经系统兴奋性提高，表现为神经过敏等。第七张，PPT共五十四页，创作于2022年6月4.1 氨基酸衍生物激素-肾上腺素酪氨酸 多巴 多巴胺肾上腺素 去甲肾上腺素酪氨酸羟化酶芳香族L-氨基酸脱羧酶多巴胺-羟化酶苯乙醇胺-N-转甲基酶第八张，PPT共五十四页，创作于2022年6月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。他们也是酪氨

6、酸的衍生物。肾上腺素具有与交感神经兴奋相似的作用，使血管收缩，心脏活动加强，血压升高，临床上被用来作为升压药物，起抗休克作用。 肾上腺素主要是调节糖代谢, 它能够促进肝糖原和肌糖原的分解，增加血糖含量。还能促进蛋白质、氨基酸以及脂肪的分解。肾上腺素的生理功能第九张，PPT共五十四页，创作于2022年6月 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肽或蛋白质激素。这些激素具有各种各样的功能。4.2 多肽及蛋白质激素第十张，PPT共五十四页，创作于2022年6月垂体在神经系统的控制下，起调节体内各种内分泌腺作用。垂体可分为前叶、中叶和后叶三个部分，由垂体柄与下丘脑链接。脑

7、垂体分泌的激素共有10多种。生长激素（GH） 促甲状腺素（TSH）促肾上腺皮质激素（ACTH） 催乳素（LTH）促卵泡素（FSH） 黄体生成素（LH）促黑色细胞素（MSH） 催产素、加压素垂体前叶和中叶能够合成激素，后叶只能存储和分泌激素。后叶所分泌的激素由下丘脑合成，再由血液带到后叶。多肽及蛋白质激素垂体激素第十一张，PPT共五十四页，创作于2022年6月下丘脑所分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。下丘脑激素经垂体门静脉到达脑垂体，控制促甲状腺激素、促性腺激素、促肾上腺皮质激素及生长激素的分泌。多肽及蛋白质激素下丘脑激素第十二张，PPT共五十四页，创作于2022年6月

8、促甲状腺素释放激素（TRH）促肾上腺皮质激素释放激素（CRH）促卵泡素释放激素（FRH）促黄体生成素释放激素（LRH）生长素释放激素（GRH），生长素释放抑制激素（GRIH）促黑色细胞激素释放激素（MRH）促黑色细胞激素抑制释放激素（MRIH）催乳素释放激素（PRH），催乳素释放抑制激素（PRIH）第十三张，PPT共五十四页，创作于2022年6月（1） 胰岛素：胰岛是胰脏的内分泌组织。人的胰岛主要由、 和 三种细胞组成。-细胞分泌胰高血糖素，-细胞分泌胰岛素。多肽及蛋白质激素胰岛激素第十四张，PPT共五十四页，创作于2022年6月胰岛素是由胰腺中胰岛的-细胞分泌的一种含有51个氨基酸残基的蛋白

9、质激素。胰岛素由两条多肽链组成胰岛素的生理功能主要是两方面：促进组织摄取葡萄糖；抑制肝糖原的分解，促进肝糖原和肌糖原的合成。因此，胰岛素具有降低血糖含量的作用。胰岛素具有抑制细胞内腺苷酸环化酶活性作用，使cAMP产生显著减少，cAMP 又使磷酸化酶a浓度降低，导致糖原分解速度减慢。胰岛素的生理功能与肾上腺素的作用相反。第十五张，PPT共五十四页，创作于2022年6月胰高血糖素为胰岛的-细胞分泌的多肽激素，由29个氨基酸组成，人和猪的胰高血糖素的氨基酸序列完全一样胰高血糖素主要作用于肝脏，促进肝糖原分解，使血糖升高，与肾上腺素作用相似。其作用原理是胰高血糖素与肝细胞膜上的受体结合，激活腺苷酸环化

10、酶，增加了cAMP浓度，作为第二信使，cAMP又促使肝脏中磷酸化酶a浓度增高，激活肝细胞中的腺苷酸环化酶，使cAMP浓度升高，从而提高磷酸化酶活性，从糖原分子的非还原端开始，催化-1,4-糖苷键分解，最终促进肝糖原分解。多肽及蛋白质激素胰高血糖素第十六张，PPT共五十四页，创作于2022年6月类固醇激素是一类脂溶性激素，结构上是孕烃、雄烃、雌烃衍生物，它们在结构上都是环戊烷多氢菲为烃核。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。孕烃 雄烃 雌烃4.3固醇类激素第十七张，PPT共五十四页，创作于2022年6月肾上腺皮质激素由肾上腺皮质分泌产生，占肾上腺全重的三分之二左右。其中7种成分

11、脱氧皮质酮、皮质酮、脱氢皮质酮、醛甾酮、脱氧皮质醇、皮质醇、皮质素统称为肾上腺皮质激素皮质激素是孕烃衍生物，具有一般结构式：按生理功能可以把皮质激素分为糖皮质激素和盐皮质激素固醇类激素肾上腺皮质激素第十八张，PPT共五十四页，创作于2022年6月糖皮质激素：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。具有这种功能的包括皮质酮、11-脱氢皮质酮、17-羟皮质酮（氢化可的松）和17-羟-11-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，是常用的激素药物。盐皮质激素：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。这类激素包括11-脱氧皮质酮、17-羟

12、-11-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用比脱氧皮质酮大30-120倍。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。第十九张，PPT共五十四页，创作于2022年6月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（LHF 和 SH）调节。固醇类激素性激素第二十张，PPT共五十四页，创作于2022年6月前列腺素（简称PG）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生殖系统和其它组织中。前列腺素的基本结构为含有一个环戊烷及两个脂肪侧链的二十碳脂肪酸。分别用PG

13、A、PGB、PGC、PGD、PGE、PGF 等表示。4.4 脂肪酸衍生物激素前列腺素 第二十一张，PPT共五十四页，创作于2022年6月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。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。例如，能使子宫及输卵管收缩，使血管扩张或收缩，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病的重要原因。第二十二张，PPT共五十四页，创作于2022年6月激素作为信息物质与靶细胞上的受体结合后，如何把信息传递到细胞内，并经过怎样的错综复杂的反应过程，最终产生细胞的生物效应，此机制一直是内分泌学基础理论研究的

14、重要领域。随着分子生物学的反战，关于激素的作用机制研究取得了重要进展：五、激素的作用机制第二十三张，PPT共五十四页，创作于2022年6月5.1 含氮激素作用机制的第二信使学说第二信学说是Sutherland在1965年提出来。Sutherland等在研究糖原酵解第一步所需限速酶磷酸化酶的活性时，发现胰高血糖素与肾上腺素均可使肝匀浆在ATP、Mg2+、腺苷酸环化酶作用下产生一种新的物质，这种物质具有激活磷酸化酶从而进一步催化糖原分解的作用。实验证明，这是环磷腺苷(cAMP)。进一步发现cAMP之所以能够激活磷酸化酶，是由于cAMP激活了cAMP依赖的蛋白激酶而完成的。如果把激素看做第一信使，那

15、么cAMP则可被看做第二信使，现在更多第二信使被鉴定：cGMP、肌醇三磷酸、二酰甘油、钙离子。第二十四张，PPT共五十四页，创作于2022年6月腺苷酸环化酶催化ATP成cAMP第二十五张，PPT共五十四页，创作于2022年6月5.2 G 蛋白激素受体与激素结合部位在细胞膜的外表面，而腺苷酸环化酶在膜的胞浆面，两者之间存在一种偶联的蛋白鸟苷酸结合蛋白(guanyl nucleotide binding protein)，简称G蛋白，由、 三个亚基组成。 亚基有鸟苷酸GTP/GDP 结合位点。当G蛋白与GDP结合时无活性；当激素与受体结合后触发GTP将与G蛋白结合的GDP取代，负载GTP的G蛋白亚

16、基与、亚基解离，进一步对腺苷酸环化酶激活。第二十六张，PPT共五十四页，创作于2022年6月5.3 蛋白激酶凡有cAMP的细胞都有一类能够催化蛋白质产生磷酸化反应的酶，称为蛋白激酶，具有催化亚基和调节亚基，是一种别构酶。活化的蛋白激酶又使磷酸化酶激酶磷酸化而被激活。蛋白激酶还可以使组蛋白、核糖体蛋白、脂肪细胞的膜蛋白、线粒体膜蛋白、溶菌酶等磷酸化，是cAMP与磷酸化系统中一个关键酶。第二十七张，PPT共五十四页，创作于2022年6月活化磷酸化激酶生物效应：例如，磷酸化激酶被磷酸化激活后，再去磷酸化激活磷酸化酶b成为有活性的磷酸化酶a，磷酸化酶a又催化糖原转化成1-磷酸葡萄糖，1-磷酸葡萄糖再转

17、变成葡萄糖。代表性途径1：膜受体通过腺苷酸环化酶作用途径第二十八张，PPT共五十四页，创作于2022年6月激素代表性途径2：钙及肌醇三磷酸作用途径磷脂酶CPIP2：肌醇1,4,5-三磷酸(IP3)；DAG：二酰基甘油(DAP)蛋白激酶C第二信使为PIP2的产物：使靶标蛋白的Ser，Thr磷酸化，使之活化或失活第二十九张，PPT共五十四页，创作于2022年6月G 蛋白激活磷脂酶C后的催化反应活化蛋白激酶C打开Ca2+通道第三十张，PPT共五十四页，创作于2022年6月二酰甘油（DAG）极大的增强了蛋白激酶C对Ca2+的亲和性，因此使得蛋白激酶C能在生理水平Ca2+浓度下被活化。能够进一步把许多靶

18、蛋白质中的丝氨酸和苏氨酸残基进行磷酸化，使蛋白激活或者失活，例如糖原合成酶被蛋白激酶C磷酸化后失活，停止糖原合成。激素磷脂酶C蛋白激酶CDAG激活蛋白激酶C后的反应第三十一张，PPT共五十四页，创作于2022年6月1,4,5-三磷酸(IP3)能够打开内质网、肌肉中的肌质网的Ca2+离子通道，使细胞质中Ca2+离子浓度身高，从而又级联放大触发一系列生物过程。Ca2+离子又可以与钙调蛋白形成Ca2+-CaM复合物活化钙调蛋白， Ca2+-CaM复合物又可以通过两种方式调节代谢：（1）直接与靶酶起作用（2）通过活化依赖Ca2+-CaM复合物的蛋白激酶起作用。第三十二张，PPT共五十四页，创作于202

19、2年6月激素代表性途径2：钙及肌醇三磷酸作用途径磷脂酶CPIP2：肌醇1,4,5-三磷酸(IP3)；DAG：二酰基甘油(DAP)蛋白激酶C第二信使为PIP2的产物：使靶标蛋白的Ser，Thr磷酸化，使之活化或失活第三十三张，PPT共五十四页，创作于2022年6月激素的级联放大效应： 激素在血液中的浓度都很低，一般是纳摩尔、乃至皮摩尔数量级，虽然激素含量很少，但是作用明显。例如1mg的甲状腺激素可使机体增加热量约4200000J； 激素与受体结合后，在细胞内发生一系列酶促放大作用，一个接一个，逐级放大效果。据估计，一分子的胰高血糖素使一个分子的腺苷酸环化酶激活后，通过cAMP-蛋白激酶，可激活1

20、0000个分子的磷酸化酶；一分子的促甲状腺激素释放激素，可使腺垂体释放十万个分子的促甲状腺激素。第三十四张，PPT共五十四页，创作于2022年6月代表性途径3：受体的酪氨酸激酶途径受体本身具有酪氨酸激酶结构域，激素结合到受体上，激活了酪氨酸激酶活性，自身磷酸化或对靶蛋白磷酸化。第三十五张，PPT共五十四页，创作于2022年6月固醇激素特异性受体激素-受体复合物转录增强子合成物大量特异的蛋白质mRNA细胞膜（三）固醇类激素受体调节基因转录固醇类激素，如雌二醇、孕激素、皮质激素、醛固酮等采用此作用机制，因为激素要先进入细胞核，与特异受体结合，因此作用时间相对慢，几小时几天。特异性受体一般是结合DN

21、A的蛋白，还能够与金属离子结合，一旦与激素结合后能增强特异基因转录、表达扩增。第三十六张，PPT共五十四页，创作于2022年6月Chapter 18生物膜的组成和结构第三十七张，PPT共五十四页，创作于2022年6月第三十八张，PPT共五十四页，创作于2022年6月一、生物膜概论“生物膜”包括细胞的外周膜和内膜系统 外周膜系统：将细胞内含物与环境成分分开，保护细胞内环境 内膜系统：亚细胞结构和细胞器。例如，线粒体、细胞核、内质网、溶酶体和叶绿体等生物膜有多种功能：物质运输、能量转换、细胞识别、细胞免疫、神经传导、代谢调控、药物作用、肿瘤发生等生物膜模拟：药物载体、污水处理、海水淡化、有价值工业

22、副产品的回收等第三十九张，PPT共五十四页，创作于2022年6月二、生物膜的组成由脂质（主要是磷脂）、蛋白质（包括酶）和多糖类组成 【膜脂、膜蛋白、糖类】还有水和金属离子。生物膜的组成，尤其是蛋白和脂质的比例，因膜的种类不同而有很大的差别。生物膜的功能越复杂，蛋白质的含量越多：例如起绝缘作用的神经髓鞘仅含有3种蛋白质，而具有电子传递和偶联磷酸化的线粒体内膜含有约60种蛋白质。第四十张，PPT共五十四页，创作于2022年6月膜脂 磷脂 磷脂甘油磷脂鞘磷脂鞘氨醇脂肪酸磷酰胆碱或磷酰乙醇胺酯化无论甘油磷脂还是鞘糖脂，都是两亲分子，具有亲水头部和疏水尾部，在生物膜中成双分子排列。生物膜的组成膜脂(磷脂

23、、糖脂、胆固醇)第四十一张，PPT共五十四页，创作于2022年6月第四十二张，PPT共五十四页，创作于2022年6月糖脂是糖通过半缩醛羟基以糖苷键与脂质相连的化合物。糖脂是构成双层脂膜的结构物质。动物细胞的质膜几乎都含有糖脂，占细胞外膜的5%，而且大多是鞘氨醇的衍生物。例如，半乳糖脑苷脂：糖脂在质膜中大多含有1-15个糖残基膜脂 糖 脂鞘氨醇鞘氨醇部分半乳糖残基第四十三张，PPT共五十四页，创作于2022年6月胆固醇以具有两亲性特点的中性脂的形式分布在双层脂膜内，对生物膜中脂类的物理状态有一定的调节作用，有利于保持膜的流动性。膜脂 胆固醇 第四十四张，PPT共五十四页，创作于2022年6月膜脂

24、的多态性膜脂在水溶液中溶解度有限在水-空气界面磷脂分子倾向于形成单分子层，烃尾巴朝向空气一侧；随着磷脂分子的增多，磷脂分子倾向于形成微团、双层微囊脂酰侧链难以容纳在微团内腔，更倾向于自发组装成双层微囊。对于含有一条脂酰链的磷脂、游离脂肪酸和去垢剂来说更容易形成微团。第四十五张，PPT共五十四页，创作于2022年6月生物膜的组成-膜蛋白生物膜中含有多种不同的蛋白质，通常称为膜蛋白。根据它们在膜上的定位情况，可以分为膜周边蛋白和膜内在蛋白。膜蛋白具有重要的生物功能，是生物膜实施功能的基本场所。膜蛋白在膜上的分布是不对称的第四十六张，PPT共五十四页，创作于2022年6月外周蛋白外周蛋白约占膜蛋白的

25、2030%，分布于双层脂膜的外表层，主要通过静电引力或非共价键与其他膜蛋白相互作用链接在膜上。外周蛋白与膜的结合比较疏松，容易从膜上分离出来，例如改变离子强度或加入金属螯合剂。外周蛋白溶解于水。外周蛋白第四十七张，PPT共五十四页，创作于2022年6月内在蛋白内在蛋白约占膜蛋白的70-80%，蛋白的部分或全部嵌在双层脂膜的疏水层中。内在蛋白的特征是不溶于水，主要靠疏水键与膜脂相结合，需要较剧烈的条件去垢剂、有机溶剂、超声等从膜中分离出来。内在蛋白与双层脂膜疏水区接触部分，由于没有水分子的影响，多肽链内形成氢键趋向大大增加，因此，它们主要以-螺旋和-折叠形式存在，其中又以-螺旋更普遍。第四十八张，PPT共五十四页，创作于2022年6月膜内在蛋白与膜的主要结合形式：（1）以单一螺旋跨膜，例如人红细胞的血型糖蛋白（2）以多段螺旋跨膜，例如嗜盐菌紫膜的紫膜质有7个跨膜螺旋（3）以蛋白质分子末端片段插入，例如细胞色素b5（4）通过共价键与脂质、脂酰链、异戊烯结