激素及其作用机制课件

第七章

激素及其作用机制

Hormone1.主要内容第一节概述第二节主要激素的化学与

生理生化功能第三节激素作用机制和受体2一、定义

激素:由内分泌腺或具有内分泌功能的组织所产生的，通过扩散或血液转运到作用细胞或器官（靶细胞或靶器官），调节细胞和器官代谢的化学信息分子。3二、激素的特性1、合成的可调控性激素在体内的合成速度及合成量受机体生理状态、内外环境的改变和其它激素的调控。2、分泌的可调控性激素在体内的分泌也受机体生理状态、内外环境的改变和其它激素的调控。4二、激素的特性3、作用特异性

激素通过与靶细胞上存在的受体的特异结合而发挥生理效应。4、作用的微量性特异性、亲和力高、级联放大。5、作用通过中间介质

激素→中间介质→级联放大

5二、激素的特性6、作用的“快反应”和“慢反应”（1）快反应—激素作用于靶细胞，短时间内就产生生理效应。（2）慢反应—激素作用于靶细胞，需要较长时间才会产生生理效应。7、脱敏

激素长时间作用于靶细胞时，靶细胞会产生一种降低其应答强度的倾向。6三、激素的化学本质和分类1.化学本质氨基酸衍生物类：甲状腺素、肾上腺髓质激素等蛋白质多肽类：胰岛素等甾体类激素：性激素、肾上腺皮质激素等脂肪酸衍生物类激素：前列腺素等7三、激素的化学本质和分类2.溶解性质脂溶性激素：易通过生物膜，需要与血清蛋白结合而运输，不易被代谢清除。与细胞内受体结合产生效应。水溶性激素：一般不需与血清蛋白结合而运输，易代谢清除。与细胞膜受体结合产生效应。8三、激素的化学本质和分类3.作用距离内分泌激素：通过血液循环作用于远距离靶细胞、靶器官。旁分泌激素：作用于邻近的靶细胞。自分泌激素：作用于分泌细胞自身。9主要内容第一节概述第二节主要激素的化学与

生理生化功能第三节激素作用机制和受体10一、氨基酸衍生类甲状腺素（Thyroxine）：甲状腺分泌肾上腺素（Epinephrine）：肾上腺髓质分泌5-羟色胺（5-hydroxytryptamine）：肠道嗜铬细胞分泌松果腺素（Melatonin）

：松果腺分泌11甲状腺素L-甲状腺素（L-3,5,3’,5’-四碘甲腺原氨酸，T4）L-3,5,3’-三碘甲腺原氨酸，T3含量：T4>T3活性：T3>T4约大3~5倍12甲状腺素的生化功能甲状腺素促进物质代谢、增加耗氧量及产热！1、适量激素促进蛋白合成，大量激素促进蛋白分解。2、适量激素促进糖原合成，大量激素促进糖原分解，

加强胰岛素和儿茶酚胺的作用。3、加强脂肪动员，使血胆固醇降低。4、促进骨骼钙化，促进机体生长发育。13常见的甲状腺素疾病1、地方性甲状腺肿——由缺碘引起2、甲状腺机能亢进——甲状腺素分泌增多3、甲状腺机能低下幼年：呆小病成人：黏液性水肿14酪氨酸多巴CH2-CH-NH2HOHO多巴胺CH2-CH-NH2HOHOOHCH2-CH-NH-CH3HOHOOHCH2-CH-NH2COOHHOHOCH2-CH-NH2COOHHO去甲肾上腺素肾上腺素苯丙氨酸羟化化学本质—酪氨酸衍生物15肾上腺素的生化功能糖代谢：促进糖原分解、增强糖异生，抗胰岛素脂代谢：促进脂肪动员、抑制脂肪合成蛋白质：促进蛋白质分解麻黄素CH2-CH-NH-CH3HOHOOH肾上腺素16二、甾体类肾上腺皮质激素1、糖皮质激素：皮质醇、皮质酮2、盐皮质激素：醛固酮、脱氢皮质酮分类：性激素1、雄性激素：睾丸酮、脱氢异雄酮、雄烯二酮、雄酮2、雌性激素：a.雌激素：雌二醇、雌酮、雌三醇b.孕激素：孕酮分类：17肾上腺皮质激素（1）糖皮质激素的作用——血糖升高①减少组织对葡萄糖的摄取，抑制血糖消耗②加强蛋白质分解生糖③促进脂肪动员④增强肝脏糖异生各种酶的活性（2）盐皮质激素的作用——促进Na+、Cl-的重吸收和K+、H+的排出，维持Na+，K+浓度。18三、脂肪酸衍生物类种类：前列腺素、凝血噁烷和前列环素、白三烯来源：花生四烯酸经（1）环加氧酶生成前列腺素、凝血噁烷和前列环素；（2）脂质加氧酶生成白三烯。作用：参与细胞代谢的调节，与炎症、免疫、过敏及心血管疾病有关，对细胞代谢的调节具有重要的作用。19四、蛋白多肽类下丘脑激素垂体激素降钙素甲状旁腺素胰腺激素胸腺激素胃肠道激素其他激素20主要内容第一节概述第二节主要激素的化学与

生理生化功能第三节激素作用机制和受体21细胞间信息传递的步骤特定的细胞释放信息物质信息物质经扩散或血循环到达靶细胞与靶细胞的受体特异性结合受体对信号进行转换并启动细胞内信使系统靶细胞产生生物学效应22一、受体的分类

概念：靶细胞中（细胞膜上或细胞内）能识别配体并与其特异结合，将信号传递到细胞内部，进而引起各种生物学效应的一类物质。细胞膜受体细胞内受体G蛋白耦联的受体酶耦联受体：甾体类激素、甲状腺素分类23一、受体的分类

配体(ligand)

：能与受体呈特异性结合,结合后使该细胞产生特定生物效应的生物活性分子则称配体。如：激素、神经递质、细胞因子等。

24（一）膜受体-G蛋白耦联的信号转导途径

1.G蛋白耦联受体(G-proteincoupledreceptors,GPCRs)

又称七个跨膜螺旋受体

G蛋白偶联受体的结构矩型代表-螺旋，N端被糖基化，C端的半胱氨酸被棕榈酰化二、细胞膜受体作用机制25多种激素神经递质(1)配体(2)受体结构的特点（一）膜受体-G蛋白耦联的信号转导途径

1.G蛋白耦联受体(G-proteincoupledreceptors,GPCRs)

二、细胞膜受体作用机制26G蛋白作用部位ExtracellularCytoplasmicCOOH--NH2i1i2i3e1e2e3TM1TM2TM3TM4TM5TM6TM7DRY

G蛋白耦联受体（400-600个氨基酸残基组成的多肽）

-S-S-与配体结合272.G蛋白①组成是一类和GTP或GDP相结合、位于细胞膜胞浆面的外周蛋白。由、、三个亚基组成。②两种构象：活化型:α-GTP非活化型:αβγ-GDP

28GLEffectorG-proteinsSignalGPCRs29RＲHACγαβGDPαGTPβγ腺苷酸环化酶（AC）ACATPcAMP30③Ｇ蛋白种类及功能313.效应器及下游效应分子（1）腺苷酸环化酶系统（2）肌醇-磷脂系统32※cAMP-PKA

pathway组成：胞外信息分子、受体、G蛋白、cAMP、腺苷酸环化酶（adenylatecyclase，AC)蛋白激酶A(proteinkinaseA,PKA)（1）腺苷酸环化酶系统33cAMPATPACPPiAMPPDEH2O磷酸二酯酶(phosphodiesterase,PDE)1）cAMP的合成与分解34RＲHACγαβGDPαGTPβγ腺苷酸环化酶ACATPcAMP352）cAMP的作用机理R调节亚基

C催化亚基激活PKA363）PKA的作用①

对代谢的调节作用通过对效应蛋白的磷酸化作用，实现其调节功能。37磷酸化酶激酶ｂ磷酸化酶激酶ａATP磷酸化酶ｂ磷酸化酶ａATP

PPi磷蛋白磷酸酶磷蛋白磷酸酶H2OPPiPKA抑制物Ｉa抑制物Ｉb

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Ｇ蛋白激活ACATPcAMPPKA38受cAMP调控的基因中，在其转录调控区有一共同的DNA序列(TGACGTCA)，称为cAMP应答元件（cAMPresponseelement，

CRE

）②对基因表达的调节作用cAMP应答元件结合蛋白(cAMPresponseelementboundprotein,CREB)二者相互作用调节基因的转录。39GsACATPcAMPCCRRCC

蛋白磷酸化RR

2cAMP2cAMP细胞膜核膜CREBNPiPiPi

转录活化域DNA结合域40ＣＣ结构基因ＣＲＥＢＣＲＥＢ细胞核PiPiＣＲＥＢPiＣＲＥＢPiＣＲＥDNA蛋白质41cAMP信号传递过程的放大作用信息分子-受体GSAC酶cAMP蛋白激酶A(PKA)酶磷酸化42信号分子受体G蛋白腺苷酸环化酶ATPcAMP蛋白激酶AProPro-p生理功能调节G蛋白耦联受体介导的产生cAMP的

信号转导系统43（2）肌醇-磷脂系统磷脂酰肌醇信号途径

（Ca2+－依赖性蛋白激酶途径）441）组成：胞外信息分子、G蛋白蛋白激酶C(proteinkinaseC,PKC)磷脂酶C(phospholipaseC,PLC)甘油二酯(diacylglycerol,DAG)三磷酸肌醇(inositol1,4,5triphosphate,IP3

)（2）肌醇-磷脂系统452)DAG、IP3的生物合成PIP2PLCDAG+IP３46

①

IP3的作用:水溶性小分子内质网Ca2+

作用于Ca2+通道

细胞浆Ca2+

②

DAG的作用：

DAG

Ca2+(+)PKC

磷脂酰Ser

3）DAG、IP3的作用47

4)PKC的生理功能①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。48

②调节基因表达

PKC对基因的活化分为：早期反应、晚期反应

PKC能使立早基因的反式作用因子磷酸化，加快该基因表达；立早基因多为细胞原癌基因，表达的蛋白质为第三信使，有跨越核膜传递信息的功能；第三信使磷酸化后，活化晚期反应基因，导致细胞增殖。49PKC对基因的早期活化和晚期活化50IP3、Ca2+—钙调蛋白激酶途径与Gpα结合PLCβ质膜上的磷脂酰肌醇二磷酸（PIP2）IP3DAG肌浆网上的IP3操纵的钙通道开放释放钙离子作为第二信使调节细胞多种功能与钙调蛋白结合发挥生物学效应α1肾上腺素受体内皮素受体血管紧张素Ⅱ受体51DAG-蛋白激酶C途径DAG+Ca2+PKC活化细胞膜Na+/H+交换蛋白磷酸化磷酸化转录因子（AP-1、NF-ΚB）H+外流增加、Na+内流增加促进靶基因转录顺式作用元件

52三、细胞内受体作用机制胞内受体(intracellularreceptor)

包括：胞质和核内受体，为DNA结合蛋白。相关配体：类固醇激素、甲状腺素等。功能：配体与受体结合后，调控靶细胞特定的DNA（基因）转录。

53甾体激素受体结构：400-900个氨基酸DNA结合区核定位序列激素结合区受体调节区N-端C-端热休克蛋白激素54受体调节区DNA结合区激素结合区甾体激素受体结构示意图：N-端C-端400-900个氨基酸激素热休克蛋白热休克蛋白热休克蛋白热休克蛋白热休克蛋白热休克蛋白热休克蛋白热休克蛋白热休克蛋白热休克蛋白热休克蛋白热休克蛋白热休克蛋白热休克蛋白热休克蛋白热休克蛋白55类固醇激素受体家族糖皮质激素盐皮质激素性激素受体（位于胞浆，未与配体结合前与HSP结合存在，无活性）激活与核内激素反应元件结合（HRE）增强