有机生化课件 激素
第六章 激素及其作用机制 2 第一节 概述 根据作用距离分: 内分泌激素 :分泌之激素经血流作用于远距离靶细胞; 旁分泌激素 :其分泌激素只作用于邻近细胞; 自分泌激素 :分泌激素只作用于自身细胞。 一、定义 激素 分泌腺以及具有内分泌功能的组织产生的 微量化学信息分子 . 二、激素的特性 其合成速度和合成量受机体生理状态、机体内外环境改变而调控; 在特定组织(细胞)合成,储存于特定部位; 一种激素只专一地使一类或一种细胞产生特定的生理效应 ; 通过靶细胞存在的 特异受体 识别其来实现 靶细胞产生效应所需激素量很少,且激素与其结合的特异受体亲和力很高 ; 严谨性,多级调控 激素作用于靶细胞并不直接引起生理效应,通过一系列中间介质的参与完成级联放大效应; 快 ” 和 “ 慢 ” 反应 : 快反应 :一些激素作用于靶细胞后,在较短时间内其生理效应就显现出来的现象,作用时间短;(酶的快速调节) 慢反应 :激素作用于靶细胞后,需较长时间潜伏才产生生理效应的现象,效应持续时间长 ; (酶的慢速调节) 激素长时间作用于靶细胞时,靶细胞会产生一种降低其自身对激素应答强度的倾向,此现象 激素的脱敏作用 。 三、激素的化学本质和分类 以 化学本质 分: 白质多肽类、甾体类、脂肪酸衍生物类 ( 1)甲状腺素 4 ( 2)酪氨酸衍生物 儿茶酚胺类: 多巴胺(脑),(肾上腺髓质)肾上腺素,去甲肾上腺素。 黑色素(黑色素细胞) 下丘脑、垂体分泌激素多属肽及蛋白质 胰岛及胎盘等分泌激素也属多肽或蛋白质 胆固醇为原料: 肾上腺皮质 球状带细胞 束状带细胞 网状带细胞 睾丸 间质细胞 卵巢 的卵泡细胞及 黄体 前列腺:前列腺素 型 血小板:血栓噁烷 细胞:白三烯 D、 C、 B、 以 溶解性质 分: 水溶性激素、 脂溶性激素 特征 脂溶性激素 水溶性激素 固醇类、甲状腺素 肽类激素、肾上腺素 合成后 储存 少见 储存 结合蛋白 存在 少见 半衰期 长 短 受体 胞质 /胞核 胞膜 作用机制 直接 间接 第二节 主要激素的化学与生理生化功能 下丘脑分泌激素 : 激素 简称 英文 化学本质 生理效应 促肾上腺皮质激素释放因子 F) 9 11肽 促进 或抑制 相应促 激素或 激素的 分泌 促黄体生成激素释放因子 F 10肽 促卵泡激素释放因子 肽 生长激素释放因子 肽 生长激素释放抑制因子 4肽 催乳激素释放因子 肽 促黑色细胞激素释放因子 肽 促黑色细胞激素释放抑制因子 肽 促甲状腺激素释放因子 肽 激素释放因子或促激素释放因子、激素释放抑制因子或促激素释放抑制因子 调节脑垂体相应激素分泌或促激素分泌 胃肠激素:促胃液素、胰泌素、胆囊收缩素、激肽 第三节 激素作用机制 多细胞生物体能够生存并行使功能,其细胞需协调,细胞间的应答(通讯)完成协调 信号分子(一个细胞提供) 接受器(受体)(另一细胞) 通过信号应答转换系统,转变为细胞内信号,细胞应答 生理学效应 一、受体 (一)受体 胞组成的一类生物大分子,能够特异识别并结合有生物活性化学信号分子。 化学本质 : 主要是蛋白质(糖蛋白); 糖脂也有作为受体,如霍乱毒素破伤风毒素的受体为神经节苷脂 (二)配体: 受体具有选择性结合能力,结合后使该细胞产生特定生物效应的生物活性化学信号分子。 激动剂,拮抗剂 受体存在两种活性结构具不同作用 正向活性构象 激动剂;反向活性构象 拮抗剂;效应相反 功能 :识别特异信号(配体);识别接收信号,准确无误地放大并传递到细胞内部,启动一系列的级联反应,导致细胞生物学效应 (二)受体配体结合的特性 配体与受体的结合具有饱和性 所有受体都被配体所占据时达到饱和 ,增加配体结合数并不增加 饱和状态 靶细胞上特定受体数目会变化 (调节作用 ) 同工受体 有结构和功能上区别的几种受体 均能识别并结合同一配体 ,此类受体称之 . 非共价键 , 可结合并解离 (原形 ) 导致靶细胞产生特殊的生物学效应 10的激素可使靶细胞内代谢物的浓度发生 106倍的变化(巨大 ) 三、受体的分类 共性: 活性部位:识别并结合配体的部位; 负责应答的功能部位 (一)细胞膜受体 配体分子多为亲水性的生物大分子 靶细胞膜上受体 偶联的效应器 : 细胞膜离子通道、受体的胞内激酶活性域、 胞内激酶分子等,引起快速效应 (二)细胞内受体 信号分子为脂溶性,或小分子、气体分子 此类受体进入细胞核,作用位点在细胞染色体上的 核受体 引起长期效应 (一) G 类受体需与 联 ,才能使靶细胞内产生第二信使,将配体作用的信号传至胞内。 受体结构特征: 一条跨膜多肽,其中心疏水区域形成七次跨膜。 配体结合结构域, 内部分(环 3)有与 四、膜受体类型 苷酸结合蛋白 由 亚基组成异源三聚体 非活性形式: 性形式: 解离 配体受体复合物使 变为 活性形式 。 慢将 身 “ 灭活 ” 。重新构建成三聚体。 已发现 20多种类型的 亚基和 、 亚基,可形成上百种组合的三聚体 7二)离子通道受体 共同特点: 多亚基组成 受体 /离子通道 复合体 。 有配体(信号)接受部位,本身又是离子通道。 接受配体刺激后 ,通道开放或关闭 ,导致离子跨膜流动 ,使靶细胞产生生物效应 . 配体门控离子通道 : 电压门控离子通道 : 电压敏感。 (三)具有内在酶活性的受体 特点:受体本身为具有 跨膜结构的酶蛋白 。 胞外结构域与配体结合后,通过胞内侧 激酶的激活 ,反应产生生理效应。 受体特点: 本身具有 酪氨酸蛋白激酶活性 动物细胞生长因子等及胰岛素受体 受体分子结构 细胞膜外域 配体结合区; 细胞内侧具有 酪氨酸蛋白激酶活性 的结构区; 跨膜结构区 连接上两结构区 此系统激活机制: 在没有配体存在的情况下,受体为单体且胞内侧无激酶活性; 配体激活受体: 配体使得受体多聚化(二聚化) 酪氨酸蛋白激酶激活 , 自身磷酸化 (受体间特异的 酪氨酸 被 磷酸化 ) 受体被激活后,激酶信号由两条途径传导: 磷酸化下游靶分子 (酪氨酸残基 ) 建立特异 识别磷酸化残基 的蛋白质的 信号传导复合物 24 图 6受体酪氨酸蛋白激酶的激活 受体酪氨酸蛋白激酶的激活 配体与 受体结合,引起受体的二聚化及自身磷酸化。 苏氨酸蛋白激酶系统 受体激活需多聚化(同前) , 激活可使靶蛋白的 丝氨酸 /苏氨酸残基 磷酸化 配体 + 征集 对丝氨酸磷酸化而被激活 ,再磷酸化下游靶分子 ; 配体 +双功能蛋白激酶 : 即使 丝 /苏氨酸 磷酸化 ,亦使 酪氨酸 磷酸化 C 亦称蛋白激酶 以 激活 丝 /苏氨酸激酶 ,激活后使靶分子上特异丝 /苏氨酸磷酸化 ,产生生物学效应 氧化氮合酶 )系统 2+ 瓜氨酸 +2O+ 个亚基组成 原生型 :内皮细胞、脑组织中,已存在(依赖 诱导型 :特殊条件下,基因才诱导表达 (细胞因子,细菌内毒素 27 非受体 子量在 40120 泛存在于各组织细胞中,在细胞因子受体的信号传递中发挥重要作用。 们既能与其它上游或下游信号分子结合,又能使 而传递信息。 (四 )非受体型酪氨酸蛋白激酶的分类及结构 第四节 细胞膜受体作用机制 第一信使 : 信息分子(多为肽类激素) 第二信使 : 将激素信号转换为某种细胞内化学成分。 、 经酰胺、花生四烯酸、 一、通过 第二信使 介导的信号传导 (一) 有 二聚体)对效应器发挥作用。 统 激素与受体结合后,引起靶细胞膜上 产生生理效应。 组成 : 受体、 G调节蛋白、腺苷酸环化酶( 为活化形式; 为无活性状态。 基本过程 : 息分子) 苷酸环化酶) ( 靶蛋白磷酸化( 生物学效应(升高血糖) (酶、膜蛋白磷酸化,转录因子磷酸化调节基因转录) 化后,激活 生 激活 32 C C R R C C 蛋 白 磷 酸 化 R R 2 i 转录活化域 细胞膜 核 膜 无活性 ) 有活性 ) 一信使 +受体(胞膜) 胞内特异靶蛋白磷酸化 细胞表现生物学活性 第二信使 :甘油二酯 肌醇三磷酸 钙释放) 过程: “ p 脂酶 C) 等)