第40章激素與細(xì)胞信號12

第40章激素與細(xì)胞信號12第一頁，共133頁。一、概述

（一）概念

激素（hormone）一詞于1904年由Bayliss和Starling首先提出的。是生物體內(nèi)特殊的腺體或組織產(chǎn)生的，直接分泌到體液中，通過體液運送到特定的部位，從而引起定生理反應(yīng)的一群微量的有機(jī)化合物。激素第二頁，共133頁。第三頁，共133頁。

分泌腺甲狀腺甲狀旁腺胰島腎上腺性腺腦垂體下丘腦松果體胸腺下丘腦垂體第四頁，共133頁。（二）激素作用的一般特征特異性高效性微量需要受體第五頁，共133頁。（三）激素的類別

動物激素植物激素脊椎動物激素?zé)o脊椎動物激素氨基酸衍生物激素肽和蛋白質(zhì)激素類固醇激素脂肪酸衍生物激素甲殼類激素昆蟲激素激素IAACytGAEthABABr、JA、SA……..第六頁，共133頁。二、動物激素（一）氨基酸衍生物激素

甲狀腺素腎上腺素5-羥色胺第七頁，共133頁。1、甲狀腺素甲狀腺分泌甲狀腺素（T4）三碘甲腺原氨酸（T3）第八頁，共133頁。（1）結(jié)構(gòu)甲狀腺素（3,5,3′,5′-四碘甲腺原氨酸，簡稱T4）三碘甲腺原氨酸（3,5,3′-三碘甲腺原氨酸，簡稱T3）第九頁，共133頁。（2）生物合成二分子二碘Tyr作用形成甲狀腺素（T4）

一碘TyrTyr+活性碘+活性碘3,5-二碘TyrT4脫碘產(chǎn)生T3一碘Tyr和二碘Tyr連接而成T3第十頁，共133頁。關(guān)于生物合成的二個問題①活性碘：食物碘(I-)H2O2甲狀腺過氧化物酶過氧化氫酶活性碘（I2）②碘化反應(yīng)并不發(fā)生在游離Tyr，而是在甲狀腺球蛋白分子中的Tyr殘基,碘化Tyr之間進(jìn)一步反應(yīng)，并通過甲狀腺球蛋白分水解生成T3或T4第十一頁，共133頁。甲狀腺素沒有特異的靶細(xì)胞，它的生理作用很廣泛，幾乎遍及全身各組織，它的主要生理功能有兩方面：（3）生理功能①促進(jìn)體內(nèi)各物質(zhì)的代謝，增加代謝率；另外增加耗氧量和產(chǎn)熱量。②維持機(jī)體的正常生長發(fā)育。第十二頁，共133頁。甲狀腺素的分泌量維持在一定水平，甲狀腺素分泌過多得甲狀腺機(jī)能亢進(jìn)。甲狀腺機(jī)能減退：①發(fā)生在幼年得呆小病，體型小、智力低、性不成熟②發(fā)生在成年得粘液性水腫，面部、手腫大甲狀腺激素的分泌受腺垂體分泌的促甲狀腺激素的調(diào)節(jié)。還有一種由于食物中長期缺碘引起地方性甲狀腺腫甲狀腺機(jī)能亢進(jìn)：

基礎(chǔ)代謝率高、消瘦、神經(jīng)緊張、心跳加快、出汗、眼球突出。第十三頁，共133頁。甲狀腺機(jī)能減退

甲亢第十四頁，共133頁。2．腎上腺素：由腎上腺髓質(zhì)分泌（1）結(jié)構(gòu)腎上腺素與去甲腎上腺素的結(jié)構(gòu)第十五頁，共133頁。（2）生物合成

Tyr羥化CO2羥化正腎上腺素（去甲腎上腺素）+CH3（由Met供給）腎上腺素Tyr羥化酶第十六頁，共133頁。（3）生理功能：大同小異①腎上腺素主要促使肝糖原分解，使血糖增加。肝糖原

血糖（葡萄糖）

分解又能促使肌糖原分解，使乳酸增加。肌糖原

乳酸分解去甲腎上腺素也有上述作用，但作用較弱。第十七頁，共133頁。腎上腺素可使血管收縮；并能刺激心臟，使心肌收縮力增加，心跳加快，所以使血壓升高。（對心臟作用大）去甲腎上腺素也能使血壓升高，但機(jī)制不同，去甲腎上腺素主要使除冠狀動脈以外的全身小動脈收縮，所以使血壓升高（對血管作用大）總的來講腎上腺素和去甲腎上腺素使血糖↑，血壓↑。麻黃堿的結(jié)構(gòu)與生理功能與腎上腺素相似，用于緩解哮喘和鼻充血。第十八頁，共133頁。（二）肽和蛋白質(zhì)激素

這類激素包括由垂體(腺垂體、神經(jīng)垂體）,下丘腦、胰腺、甲狀腺、甲狀旁腺、胃腸和胸腺等分泌的激素。第十九頁，共133頁。1．垂體激素：

（1）腺垂體激素：生長激素（GH）、催乳激素（LTH）促甲狀腺素（TSH）、促卵泡激素（FSH）、黃體生成素（LH）促腎上腺皮質(zhì)激素（ACTH）脂肪酸釋放激素（LPH）促黑激素（MSH）內(nèi)啡肽（endophin）第二十頁，共133頁。①生長激素（GH）和催乳激素（LTH）化學(xué)本質(zhì)：蛋白質(zhì)。第二十一頁，共133頁。不同來源的GH，Mr不同，Mr2萬～5萬，結(jié)構(gòu)差異較大。如人的GHMr21000由191個氨基酸組成，是一條肽鏈的蛋白質(zhì)。牛的GHMr46000，由396個氨基酸組成。生長激素：催乳激素（LTH）：催乳激素中有一段氨基酸序列與生長激素相似一條肽鏈的蛋白質(zhì)，人的LTH約由200個氨基酸組成。第二十二頁，共133頁。GH的生理功能：功能很廣泛，可直接作用于全身的組織細(xì)胞主要功能是促進(jìn)骨和軟骨的生長，此外促進(jìn)RNA的合成，從而促進(jìn)蛋白質(zhì)的合成。幼年分泌不足：侏儒癥；分泌過多：巨人癥功能：LTH的生理功能：刺激乳腺分泌乳汁，還能刺激黃體分泌孕酮。第二十三頁，共133頁?；瘜W(xué)本質(zhì)：

都是糖蛋白。

都由兩條多肽鏈組成，分別稱為α-鏈，β-鏈（每條多肽鏈都含有糖）。比較短的一條是α-鏈，較長的一條是β鏈。也稱α-亞基，β-亞基。

這三種激素α-鏈結(jié)構(gòu)很相似，不同的在β-鏈。推測不同激素特有的生理活性是由β－鏈決定的。促甲狀腺素（TSH）促卵泡激素（FSH）黃體生成素（LH）促激素、促性腺激素②第二十四頁，共133頁。促甲狀腺激素：靶腺是甲狀腺，促使甲狀腺發(fā)育以及

分泌甲狀腺激素，從而影響全身代謝。

功能：促卵泡激素和黃體生成素作用的靶是卵巢、睪丸。雄性：刺激睪丸發(fā)育，產(chǎn)生精子。雌性：促卵泡成熟、排卵和分泌雌激素。促卵泡激素：第二十五頁，共133頁。黃體生成素：又稱促間質(zhì)細(xì)胞激素雄性：刺激睪丸間質(zhì)細(xì)胞發(fā)育，分泌雄性激素。雌性：刺激卵巢排卵，生成黃體和分泌黃體激素。第二十六頁，共133頁。③促腎上腺皮質(zhì)激素（ACTH）ACTH是39個氨基酸組成的多肽，有種屬差異。生理功能：促使腎上腺皮質(zhì)發(fā)育和促使腎上腺皮質(zhì)分泌激素。第二十七頁，共133頁。④脂肪酸釋放激素（lipotropichormones，LPH）β-脂肪酸釋放激素（β-LPH）：由91個氨基酸組成的蛋白質(zhì)γ-脂肪酸釋放激素（γ-LPH）：由58個氨基酸組成的蛋白質(zhì)功能：促使脂肪水解，釋放出脂肪酸。ACTH族激素和β-LPH族激素很可能來源于同一個前體（ACTH-β-LPH前體）。第二十八頁，共133頁。⑤促黑激素（MSH）

結(jié)構(gòu)：MSH有α-MSH和β-MSH，均為肽類化合物。α-MSH是13肽，沒有種屬差異。β-MSH有種屬差異，人的β-MSH是22肽，牛、羊的β-MSH是18肽。功能：促使皮膚黑色細(xì)胞分泌黑色素，使皮膚顏色加深。第二十九頁，共133頁。⑥內(nèi)啡肽（endophin）

從垂體分離出的一族具有嗎啡功能的小肽，有α、β、γ-三種，α-內(nèi)啡肽為16肽，β-內(nèi)啡肽為32肽，γ-內(nèi)啡肽為17肽。功能：鎮(zhèn)痛第三十頁，共133頁。（2）神經(jīng)垂體激素：催產(chǎn)素、升壓素（加壓素）

過去認(rèn)為催產(chǎn)素和升壓素是神經(jīng)垂體產(chǎn)生的，實際上并不是神經(jīng)垂體產(chǎn)生的，而是下丘腦神經(jīng)細(xì)胞分泌的，然后順著神經(jīng)纖維運送到神經(jīng)垂體，并貯存在那里，在受到適當(dāng)刺激時再分泌入血液。所以神經(jīng)垂體實際上是貯存和釋放這二種激素的器官。結(jié)構(gòu)：催產(chǎn)素（oxytocin）和升壓素（也稱加壓素vasopressin）是含S-S鍵的9肽。第三十一頁，共133頁。這兩種激素肽鏈骨架相似，都為含二硫鍵的二十元環(huán)，差別在第3位和第8位氨基酸不相同。催產(chǎn)素?zé)o種屬差異，升壓素有種屬差異。第三十二頁，共133頁。催產(chǎn)素：使子宮平滑肌收縮，用于催產(chǎn)，還可使乳腺平滑肌收縮，排出乳汁。功能：升壓素：使毛細(xì)血管收縮，增加血壓；并有減少排尿的作用，即抗利尿作用，所以升壓素也稱抗利尿激素。第三十三頁，共133頁。

催產(chǎn)素和升壓素由于它們結(jié)構(gòu)十分相似，很可能有一個共同的祖先。它們的祖先很可能是vasotocin升壓催產(chǎn)素。第三十四頁，共133頁。2、下丘腦激素

下丘腦釋放因子/抑制因子腺垂體神經(jīng)垂體促激素腺體激素靶細(xì)胞催產(chǎn)素升壓素第三十五頁，共133頁。下丘腦至少分泌10種激素，這10種激素的化學(xué)本質(zhì)都屬肽類，而且是Mr較小的多肽。促黑激素釋放抑制因子促黑激素釋放因子促腎上腺皮質(zhì)激素釋放因子黃體生成素釋放因子促卵泡激素釋放因子促甲狀腺激素釋放因子催乳激素釋放抑制因子催乳激素釋放因子生長激素釋放抑制因子（somatostatin）生長激素釋放因子釋放抑制因子(RIF)釋放因子(RF)第三十六頁，共133頁。多肽激素的特征：①許多激素的第一個氨基酸往往是焦谷氨酸，C端為酰胺。即沒有游離的氨基端和羧基端，這樣可防止氨肽酶、羧肽酶的降解。②多肽激素的原始祖先數(shù)目是有限的，即許多激素來源于同一前體，從同一祖先來。第三十七頁，共133頁。3．腦肽

1975年有人從豬腦中分離出兩種具有嗎啡活性的肽:Leu-腦啡肽:H3+N-Tyr-Gly-Gly-phe-Leu-COO-

功能：鎮(zhèn)痛Met-腦啡肽:H3+N-Tyr-Gly-Gly-phe-Met-COO-

第三十八頁，共133頁。褪黑激素（melatonin）:松果體分泌結(jié)構(gòu)：N-乙酰-5-甲氧色胺功能：通過使黑素顆粒凝集而逆轉(zhuǎn)促黑素的變黑效應(yīng)，其分泌率與環(huán)境光照量呈負(fù)相關(guān)。第三十九頁，共133頁。4．胰島素和胰高血糖素

（1）胰島素（insulin）胰島（isletsofLangerhans）細(xì)胞：胰高血糖素（glycagon）細(xì)胞：胰島素（insulin)細(xì)胞：生長激素抑制素（somatostatin）第四十頁，共133頁。結(jié)構(gòu)：

具有防止糖尿病患者微血管病變和神經(jīng)紊亂的作用

第四十一頁，共133頁。功能：

①促進(jìn)糖原的生物合成以及葡萄糖的氧化，降低血糖。②促進(jìn)蛋白質(zhì)及脂類的合成代謝。

糖原葡萄糖CO2+H2OInsulin第四十二頁，共133頁。（2）胰高血糖素（glucagon）結(jié)構(gòu)：29肽功能：在許多方面與胰島素相反。①主要促使肝糖原分解，使血糖↑②促使脂肪分解。第四十三頁，共133頁。5．甲狀旁腺激素和降鈣素

（1）甲狀旁腺激素（PTH）結(jié)構(gòu)：蛋白質(zhì)激素，有種屬差異。功能：靶器官是骨和腎臟血鈣↑，血磷↓。第四十四頁，共133頁。（2）降鈣素（CT）結(jié)構(gòu)：由32個氨基酸組成的多肽功能：靶也是骨和腎臟血鈣↓血磷↓第四十五頁，共133頁。甲狀旁腺激素：血鈣↑，血磷↓。降血鈣素：血鈣↓，血磷↓。1,25-二羥膽鈣化醇：血鈣↑，血磷↑。第四十六頁，共133頁。其它的肽和蛋白質(zhì)激素：腸胃道激素絨毛膜促性腺激素(胎盤中）：HCG用于檢測受孕胸腺素：控制幼兒T淋巴細(xì)胞的發(fā)育第四十七頁，共133頁。（三）類固醇激素

1．腎上腺皮質(zhì)激素

由腎上腺皮質(zhì)分泌，主要有7種，它們是環(huán)戊烷多氫菲的衍生物。皮質(zhì)激素一般結(jié)構(gòu)式第四十八頁，共133頁。（1）糖皮質(zhì)激素

包括皮質(zhì)酮、皮質(zhì)醇和可的松

這類激素對糖代謝影響很大，而對水鹽代謝影響很小，所以稱糖皮質(zhì)激素。主要功能：調(diào)節(jié)糖代謝，抑制糖的氧化，促使蛋白質(zhì)轉(zhuǎn)化為糖，升高血糖。另外可減輕過敏反應(yīng)，減輕炎癥。第四十九頁，共133頁。（2）鹽皮質(zhì)激素包括醛固酮、脫氧皮質(zhì)醇、脫氧皮質(zhì)酮、脫氫皮質(zhì)酮，其中以醛固酮的生理效應(yīng)最強(qiáng)。這類激素對水、鹽代謝影響較大，對糖和蛋白質(zhì)代謝影響較小。主要生理功能：促使體內(nèi)保留鈉，排出鉀（保鈉排鉀），調(diào)節(jié)水鹽代謝。第五十頁，共133頁。2．性激素類：卵泡激素黃體激素主要由卵巢產(chǎn)生，但人類的胎盤、腎上腺皮質(zhì)甚至睪丸也產(chǎn)生少量雌激素。（1）雌（性）激素第五十一頁，共133頁。卵泡（激）素：雌二醇，雌三醇、雌酮，可看作雌烴的衍生物。雌二醇雌三醇雌酮第五十二頁，共133頁。生理功能：促進(jìn)女性器官發(fā)育、排卵。雌二醇活性最高雌二醇雌酮雌三醇第五十三頁，共133頁。②黃體激素：主要為孕酮生理功能：促進(jìn)子宮和乳腺發(fā)育，抑制排卵，抑制動情，對全身代謝也有顯著影響。孕酮第五十四頁，共133頁。（2）雄（性）激素主要由睪丸的間質(zhì)細(xì)胞分泌，但腎上腺皮質(zhì)及卵巢也分泌少量的雄性激素。雄性激素：睪酮、雄酮、雄烯二酮，可看作雄烴的衍生物三種激素中只有睪酮是睪丸分泌的，它的生理功效最大，雄酮和雄烯二酮是睪酮的降解產(chǎn)物。第五十五頁，共133頁。生理功能：刺激男性性器官發(fā)育，促精子生成及促進(jìn)男性的第二性征。另外對全身代謝也有影響。第五十六頁，共133頁。（四）脂肪酸衍生物激素

前列腺素(prostaglandin,PG）

前列腺烷酸所有的PG在C-13和C-14之間有1個反式雙鍵，C-15有1個羥基。

前列腺烷酸第五十七頁，共133頁。PGEPGFα

（天然的）PGFβ（化學(xué)合成）PGAPGB第五十八頁，共133頁。功用：前列腺素是人體分布最廣，也是效應(yīng)最大的生物活性物質(zhì)之一，它對全身各個系統(tǒng)如生殖、心血管、呼吸和消化及神經(jīng)系統(tǒng)等均有作用，并對代謝過程發(fā)生影響，例如：它能刺激子宮平滑肌收縮，可用于引產(chǎn)或人工流產(chǎn)。第五十九頁，共133頁。細(xì)胞信號傳導(dǎo)

第六十頁，共133頁。一、概述單細(xì)胞生物→直接作出反應(yīng)多細(xì)胞生物→通過細(xì)胞間復(fù)雜的信號傳遞系統(tǒng)來傳遞信息，從而調(diào)控機(jī)體活動。外界（內(nèi)部）環(huán)境變化時第六十一頁，共133頁。①通過相鄰細(xì)胞的直接接觸②通過細(xì)胞分泌各種化學(xué)物質(zhì)來調(diào)節(jié)其他細(xì)胞的代謝和功能具有調(diào)節(jié)細(xì)胞生命活動的化學(xué)物質(zhì)稱為信息物質(zhì)第六十二頁，共133頁。特定的細(xì)胞釋放信息物質(zhì)信息物質(zhì)經(jīng)擴(kuò)散或血循環(huán)到達(dá)靶細(xì)胞與靶細(xì)胞的受體特異性結(jié)合受體對信號進(jìn)行轉(zhuǎn)換并啟動細(xì)胞內(nèi)信使系統(tǒng)靶細(xì)胞產(chǎn)生生物學(xué)效應(yīng)第六十三頁，共133頁。

是由細(xì)胞分泌的調(diào)節(jié)靶細(xì)胞生命活動的化學(xué)物質(zhì)的統(tǒng)稱，又稱作第一信使（如激素）。第六十四頁，共133頁。神經(jīng)遞質(zhì)又稱突觸分泌信號特點：由神經(jīng)元細(xì)胞分泌；（神經(jīng)元突觸前膜釋放）通過突觸間隙到達(dá)下一個神經(jīng)細(xì)胞；作用時間較短。例如：乙酰膽堿、去甲腎上腺素等4.分類（根據(jù)細(xì)胞的分泌方式）第六十五頁，共133頁。內(nèi)分泌激素又稱內(nèi)分泌信號特點：由特殊分化的內(nèi)分泌細(xì)胞分泌；通過血液循環(huán)到達(dá)靶細(xì)胞；大多數(shù)作用時間較長。

例如:胰島素、甲狀腺素、腎上腺素等第六十六頁，共133頁。局部化學(xué)介質(zhì)又稱旁分泌信號特點：由體內(nèi)某些普通細(xì)胞分泌；不進(jìn)入血循環(huán)，通過擴(kuò)散作用到達(dá)附近的靶細(xì)胞；一般作用時間較短。例如：生長因子、前列腺素等。第六十七頁，共133頁。氣體信號

例如：*NO合酶（NOS）通過氧化L-精氨酸的胍基而產(chǎn)生的NO。NO是心血管系統(tǒng)中至關(guān)重要的信號分子。第六十八頁，共133頁。其它有些細(xì)胞間信息物質(zhì)能對同種細(xì)胞或分泌細(xì)胞自身起調(diào)節(jié)作用，稱為自分泌信號有些細(xì)胞間信息物質(zhì)可在不同的個體間傳遞信息，如昆蟲的性激素。第六十九頁，共133頁。1.神經(jīng)傳遞2.內(nèi)分泌3.旁分泌4.氣體分子（擴(kuò)散）第七十頁，共133頁。第一信號物質(zhì)經(jīng)轉(zhuǎn)導(dǎo)刺激細(xì)胞內(nèi)產(chǎn)生的傳遞細(xì)胞調(diào)控信號的化學(xué)物質(zhì):如：Ca2+、DAG、IP3、cAMP、cGMP等。第二信使cAMP起著信號傳遞和放大的作用，激素的這種作用方式稱第二信使學(xué)說（secondmessengertheory），由Sutherland提出，因此他榮獲1971年國際生理學(xué)諾貝爾獎金第七十一頁，共133頁。靶細(xì)胞膜上或靶細(xì)胞內(nèi)有激素的受體激素為什么只對“靶”起作用？受體：是細(xì)胞膜上或細(xì)胞內(nèi)能特異識別生物活性分子并與之結(jié)合的成分，它能把識別和接受的信號正確無誤地放大并傳遞到細(xì)胞內(nèi)部，進(jìn)而引起生物學(xué)效應(yīng)的特殊蛋白質(zhì)（個別是糖脂）。

能與受體呈特異性結(jié)合的生物活性分子則稱為配體。一、概述二、受體第七十二頁，共133頁。激素與受體的關(guān)系很像酶與底物的關(guān)系，有幾個特點（1）有高度的專一性（2）有高度的親和力（3）非共價鍵可逆結(jié)合（4）激素與受體的結(jié)合量與其生物效應(yīng)成正比。第七十三頁，共133頁。根據(jù)細(xì)胞定位：膜受體、細(xì)胞內(nèi)受體二、受體的分類、一般結(jié)構(gòu)與功能存在于細(xì)胞質(zhì)膜上的受體，絕大部分是鑲嵌糖蛋白。根據(jù)其結(jié)構(gòu)和轉(zhuǎn)換信號的方式又分為三大類：離子通道受體G蛋白偶聯(lián)受體單個跨膜螺旋受體（一）膜受體第七十四頁，共133頁。1.環(huán)狀受體—配體依賴性離子通道

乙酰膽堿受體當(dāng)ACh與nAChR(煙堿型乙酰膽堿受體)結(jié)合后，會使nAChR的構(gòu)象發(fā)生改變，使離子通道開放。這樣，由于細(xì)胞膜內(nèi)外Na+離子的濃度差，導(dǎo)致Na+內(nèi)流，膜去極化，骨骼肌收縮。

α-銀環(huán)蛇毒素(α-bungarotoxin)是一種小分子的蛋白質(zhì)，能夠選擇性地并且?guī)缀跏遣豢赡娴赝阴Ｄ憠A受體結(jié)合。這些毒素能夠阻止乙酰膽堿同受體相互作用，導(dǎo)致呼吸麻痹和死亡。第七十五頁，共133頁。2.G蛋白偶聯(lián)受體

Rodbell等在20世紀(jì)70年代發(fā)現(xiàn)跨膜信號轉(zhuǎn)導(dǎo)需要GTP存在。1977年，Gilman發(fā)現(xiàn)了G(guanyl-nucleotide-bindingprotein)蛋白。1981年，Gilman純化了G蛋白。1994年，Gilman和Rodbell獲醫(yī)學(xué)和生理學(xué)諾貝爾獎。

第七十六頁，共133頁。TheNobelPrizeinPhysiologyorMedicine1994AlfredG.GilmanMartinRodbell1941-1925-1998UniversityofTexas,SouthwesternMedicalCenterDallas,TX,USANationalInstituteofEnvironmentalHealthSciencesResearchTrianglePark,NC,USA"fortheirdiscoveryofG-proteinsandtheroleoftheseproteinsinsignaltransductionincells"第七十七頁，共133頁。2.G蛋白偶聯(lián)受體又稱七個跨膜螺旋受體/蛇型受體

G蛋白偶聯(lián)受體的結(jié)構(gòu)第七十八頁，共133頁。

此類受體的信息轉(zhuǎn)導(dǎo)可歸納為

激素

受體Ｇ蛋白酶

第二信使蛋白激酶酶或其他功能蛋白

生物學(xué)效應(yīng)第七十九頁，共133頁。G蛋白是一類和GTP或GDP相結(jié)合、位于細(xì)胞膜胞漿面的外周蛋白，由、、三個亞基組成三聚體調(diào)節(jié)蛋白(trimericGTP-bindingregulatoryprotein),簡稱G蛋白。G蛋白在信號轉(zhuǎn)導(dǎo)過程中起著分子開關(guān)的作用，當(dāng)α亞基與GDP結(jié)合時處于關(guān)閉狀態(tài)，與GTP結(jié)合時處于開啟狀態(tài)。

第八十頁，共133頁。Gs：細(xì)胞表面受體與Gs（stimulatingadenylatecyclaseGprotein,Gs）偶聯(lián)，激活腺苷酸環(huán)化酶，產(chǎn)生cAMP第二信使，繼而激活cAMP依賴的蛋白激酶。Gi：細(xì)胞表面受體同Gi（inhibitoryadenylatecyclaseGprotein,Gi）偶聯(lián)，則產(chǎn)生與Gs相反的生物學(xué)效應(yīng)，抑制腺苷酸環(huán)化酶。Gt：可以激活cGMP磷酸二酯酶，同視覺有關(guān)。G蛋白的種類第八十一頁，共133頁。Gg:是味蕾組織中的一種G蛋白，與味覺的信號轉(zhuǎn)導(dǎo)有關(guān)。Go:存在于腦組織中，能調(diào)節(jié)磷脂代謝，可能與肌醇磷酸信號轉(zhuǎn)導(dǎo)有關(guān)。Gq：同PLC(磷脂酶c）偶聯(lián)，在磷脂酰肌醇代謝途徑信號傳遞過程中發(fā)揮重要作用。第八十二頁，共133頁。G蛋白有兩種構(gòu)象：非活化型活化型α亞基與GDP結(jié)合時處于關(guān)閉狀態(tài)(非活化型)α亞基與GTP結(jié)合時處于開啟狀態(tài)(活化型)第八十三頁，共133頁。RＲHACγαβGDPαGTPβ腺苷酸環(huán)化酶ACATPcAMPγ第八十四頁，共133頁。第八十五頁，共133頁。第八十六頁，共133頁。第八十七頁，共133頁。第八十八頁，共133頁。第八十九頁，共133頁。第九十頁，共133頁。①通過α亞基與腺苷酸環(huán)化酶結(jié)合，直接抑制酶的活性；②通過βγ亞基復(fù)合物與游離Gs的α亞基結(jié)合，阻斷Gs的α亞基對腺苷酸環(huán)化酶的活化。Gi調(diào)節(jié)模型促腎上腺皮質(zhì)激素

腎上腺素第九十一頁，共133頁。

霍亂毒素:能催化ADP核糖基共價結(jié)合到Gs的亞基上，致使亞基喪失GTP酶的活性，使亞基處于持續(xù)活化狀態(tài)，腺苷酸環(huán)化酶永久性活化。導(dǎo)致霍亂病患者細(xì)胞內(nèi)Na+和水持續(xù)外流，產(chǎn)生嚴(yán)重腹瀉而脫水。

百日咳毒素:能催化Gi發(fā)生ADP核糖基化，致使亞基的GTP與GDP交換抑制，使亞基處于持續(xù)非活化狀態(tài)，因此不能抑制AC，使cAMP濃度升高。導(dǎo)致患兒陣發(fā)性痙攣性咳嗽，即百日咳(whoopingcough)。第九十二頁，共133頁。cAMP-蛋白激酶Ａ途徑組成

胞外信息分子、受體、G蛋白、腺苷酸環(huán)化酶(AC)、cAMP、蛋白激酶A(PKA)（1）cAMP的合成與分解PPiATPACMg2+cAMP5′-AMP

磷酸二酯酶H2OMg2+第九十三頁，共133頁。（2）cAMP的作用機(jī)理PKA的激活R調(diào)節(jié)亞基C催化亞基第九十四頁，共133頁。PKA的作用I.對代謝的調(diào)節(jié)作用通過對效應(yīng)蛋白的磷酸化作用，實現(xiàn)其調(diào)節(jié)功能。第九十五頁，共133頁。腺苷酸環(huán)化酶ATPcAMP（第二信使）無活性PKA有活性PKAATPMg2+無活性的磷酸化酶b激酶有活性的磷酸化酶b激酶-P無活性的磷酸化酶b有活性的磷酸化酶a-PATPMg2+糖原磷酸化酶的激活與失活腎上腺素受體×102×104×106糖原葡萄糖×108腎上腺素促進(jìn)肝糖原分解級聯(lián)放大效應(yīng)10-8-10-10mmol/L5mmol/L第九十六頁，共133頁。受cAMP調(diào)控的基因中，在其轉(zhuǎn)錄調(diào)控區(qū)有一共同的DNA序列(TGACGTCA)，稱為cAMP應(yīng)答元件(CRE)?？膳ccAMP應(yīng)答元件結(jié)合蛋白

(CREB)相互作用而調(diào)節(jié)此基因的轉(zhuǎn)錄。II.對基因表達(dá)的調(diào)節(jié)作用第九十七頁，共133頁。GsACATPcAMPCCRRCC蛋白磷酸化RR2cAMP2cAMPCREBNPiPiPi轉(zhuǎn)錄活化域DNA結(jié)合域細(xì)胞膜核膜第九十八頁，共133頁。ＣＣ結(jié)構(gòu)基因ＣＲＥＢＣＲＥＢ細(xì)胞核PiPiＣＲＥＢPiＣＲＥＢPiＣＲＥDNA蛋白質(zhì)第九十九頁，共133頁。ATPcAMP蛋白激酶A蛋白質(zhì)或酶磷酸化酶活性改變膜通透性改變基因轉(zhuǎn)錄加快蛋白質(zhì)合成加速信息效應(yīng)AMP磷酸二酯酶cAMP-蛋白激酶途徑總結(jié)RGAC第一百頁，共133頁。Ca2+及肌醇三磷酸作用途徑(1)Ca2+－磷脂依賴性蛋白激酶途徑組成細(xì)胞外信息分子，受體，G蛋白蛋白激酶C(PKC)磷脂酶C(PLC)甘油二脂(DAG)三磷酸肌醇(IP3)第一百零一頁，共133頁。I.DAG，IP3的生物合成和功能CDP-二酯?；视?肌醇→磷脂酰肌醇（IP）PLCIP３+DAG除PLC能特異性地水解PIP2（磷脂酰肌醇4，5-二磷酸）生成DAG外，還可通過下面途徑生成DAG。磷脂酰膽堿(PC)

磷脂酸(PA)+膽堿

DAG磷脂酶D(PLD)

PIP22ATP第一百零二頁，共133頁。

IP３（短壽命）DAGI+P磷酸酶甘油+2脂肪酸水解磷酸化磷脂酸CDP-二酯酰甘油磷酸CTP第一百零三頁，共133頁。

DAG、IP3的功能DAG：在磷脂酰絲氨酸(PS)和Ca2+協(xié)同下激活PKCIP3：與內(nèi)質(zhì)網(wǎng)和肌漿網(wǎng)上的受體結(jié)合，促使內(nèi)質(zhì)網(wǎng)和肌漿網(wǎng)內(nèi)Ca2+釋放第一百零四頁，共133頁。Ca2+－磷脂依賴性蛋白激酶途徑DAGPKCGa2+PS第一百零五頁，共133頁。II.PKC的結(jié)構(gòu)與生理功能結(jié)構(gòu)：

其氨基酸序列有四個保守區(qū)（C1、C2、C3、C4)和可變區(qū)（Ｖ），分為調(diào)節(jié)域和催化域。C1：富含Cys，DAG、結(jié)合部位C2：Ca2+結(jié)合部位

調(diào)節(jié)域C3：ATP

結(jié)合部位C4：結(jié)合底物并進(jìn)行磷酸化轉(zhuǎn)移的場所

催化域第一百零六頁，共133頁。PKC的生理功能①調(diào)節(jié)代謝活化的PKC引起一系列靶蛋白的絲、蘇氨酸殘基磷酸化而改變功能蛋白的活性和性質(zhì),影響細(xì)胞內(nèi)信息的傳遞,啟動一系列生理、生化反應(yīng)。靶蛋白包括：質(zhì)膜受體、膜蛋白和多種酶。第一百零七頁，共133頁。②對基因表達(dá)的調(diào)節(jié)作用

PKC能使立早基因（immediate-earlygene）的反式作用因子磷酸化，加速立早基因的表達(dá)。立早基因多數(shù)為細(xì)胞原癌基因（如c-fos、AP1/jun），它們表達(dá)的蛋白質(zhì)壽命短暫（半壽期為1-2小時）具有跨越核膜傳遞信息之功能，因此稱為第三信使。第三信使受磷酸化修飾后，最終活化晚期反應(yīng)基因并導(dǎo)致細(xì)胞增生或核型變化。促癌劑-佛波酯（phorbolester，由巴豆油轉(zhuǎn)變生成的多聚環(huán)狀醇）正是作為PKC的強(qiáng)激活劑而引起細(xì)胞持續(xù)增生，誘導(dǎo)癌變。佛波酯類似于DAG的作用，但又不像DAG那樣易于降解，所以其激活作用是持久的。

第一百零八頁，共133頁。(2)Ca2+－鈣調(diào)蛋白依賴性蛋白激酶途徑受體、G蛋白、PLC、IP3、Ca2+、鈣調(diào)蛋白、CaM激酶(Ca2+－CaM激酶途徑)鈣調(diào)蛋白(CaM)有四個Ca2+結(jié)合位點。與Ca2+一起激活CaM依賴的蛋白激酶，磷酸化多種功能蛋白質(zhì)（絲、蘇氨基酸殘基）。組成第一百零九頁，共133頁。EF手基序—鈣調(diào)蛋白的鈣結(jié)合位點的螺旋區(qū)-泡區(qū)-螺旋區(qū)結(jié)構(gòu)

Ca2+EhelixFhelixEFEF手基序第一百一十頁，共133頁。為什么自然界選擇Ca2+受介入如此多的生理反應(yīng)的信號傳遞過程？細(xì)胞內(nèi)「Ca2+」可以大幅度變化

含有結(jié)和鈣的磷酸酯排擠Ca2+的運輸系統(tǒng)蛋白質(zhì)上帶負(fù)電的氧（Glu,Asp側(cè)鏈)和不帶電荷的氧（主鏈羰基氧）易于結(jié)合Ca2+

第一百一十一頁，共133頁。

受體

Gp磷脂酶CDAG內(nèi)質(zhì)網(wǎng)鈣調(diào)蛋白（CaM）Ca2+-CaM

PKCDAG-PKC特異性鈣調(diào)蛋白激酶多功能鈣調(diào)蛋白激酶蛋白質(zhì)磷酸蛋白質(zhì)其他蛋白質(zhì)生理效應(yīng)Ca2+－依賴性蛋白激酶途徑總結(jié)代謝變化IP3Ca2+Ca2+PIP2質(zhì)膜胞漿胞外Ligand第一百一十二頁，共133頁。

與配體結(jié)合后具有酪氨酸蛋白激酶活性，既可導(dǎo)致受體自身磷酸化,又可催化底物蛋白的特定酪氨酸殘基磷酸化，如胰島素受體IGF-R表皮生長因子受體(EGF-R)。與配體結(jié)合后，可與酪氨酸蛋白激酶偶聯(lián)而表現(xiàn)出酶活性，如生長激素受體、干擾素受體。非酪氨酸蛋白激酶受體型酪氨酸蛋白激酶受體型（催化型受體）(3)單個跨膜螺旋受體第一百一十三頁，共133頁。含TPK結(jié)構(gòu)域的受體EGF:表皮生長因子IGF-1:胰島素樣生長因子PDGF:血小板衍生生長因子FGF:成纖維細(xì)胞生長因子第一百一十四頁，共133頁。當(dāng)配體與單跨膜螺旋受體結(jié)合后，催化型受體大多數(shù)發(fā)生二聚化，二聚體的酪氨酸蛋白激酶(TPK)被激活，彼此使對方的某些酪氨酸殘基磷酸化，這一過程稱為自身磷酸化。該型受體與細(xì)胞的增殖、分化、分裂及癌變有關(guān)。自身磷酸化第一百一十五頁，共133頁。第一百一十六頁，共133頁。*

受體跨膜區(qū)由22～26個氨基酸殘基構(gòu)成一個α-螺旋，高度疏水。

*

胞外區(qū)為配體結(jié)合部位。

*胞內(nèi)區(qū)為酪氨酸蛋白激酶功能區(qū)（又稱SH1）位于C末端，包括ATP結(jié)合和底物結(jié)合兩個功能區(qū)。

受體結(jié)構(gòu)第一百一十七頁，共133頁。*

該受體的下游常含有SH2結(jié)構(gòu)域:能與酪氨酸殘基磷酸化的多肽鏈結(jié)合SH3結(jié)構(gòu)域:能與富含脯氨酸的肽段結(jié)合PH結(jié)構(gòu)域(pleckstrinhomologydomain):識別具有磷酸化的絲氨酸和蘇氨酸的短肽，并能與G蛋白的βγ復(fù)合物結(jié)合,還能與帶電的磷脂結(jié)合。第一百一十八頁，共133頁?；罨野彼峒っ竿緩?/p>

第一百一十九頁，共133頁。幾種癌基因（oncogenes）也編碼具有酪氨酸激酶活性的生長因子或受體。

e.g.逆病毒v-sis癌基因編碼產(chǎn)生的蛋白質(zhì)可能是通過誘導(dǎo)PDGF受體的酪氨酸激酶活性，促進(jìn)細(xì)胞生長。病毒型erb-B基因編碼產(chǎn)物是一個截短的表皮生長因子受體蛋白的蛋白質(zhì)，它缺乏胞外部分，失去調(diào)控序列，永遠(yuǎn)具有酪氨酸激酶活性，而成為致癌分子。第一百二十頁，共133頁。⑴受體的結(jié)構(gòu)（二）胞內(nèi)受體位于細(xì)胞漿和細(xì)胞核中的受體，全部為DNA結(jié)合