激素概述一激素的概念早期概念

關于激素概述一激素的概念早期概念第1頁，講稿共62頁，2023年5月2日，星期三二、激素的主要生理功能（一）、調(diào)節(jié)體液和物質(zhì)代謝調(diào)節(jié)細胞內(nèi)外物質(zhì)的動態(tài)平衡，維持細胞內(nèi)環(huán)境的相對穩(wěn)定。1、調(diào)節(jié)消化道運動和消化腺分泌：胃秘素，縮膽胰肽（CKK，腸促胰液肽）等，均可控制胃腸運動和唾液腺以外的消化腺的分泌。2、控制能量產(chǎn)生和貯存參與物質(zhì)的貯存、動員、轉(zhuǎn)換和利用：6種胰島素、胰高血糖素、腎上腺素、生長激素、甲狀腺素和皮質(zhì)醇。3、控制胞外液的組成和容量7種：促腎上腺皮質(zhì)激素、抗利尿素（ADH）、皮質(zhì)醇（F）、醛固酮、降鈣素、甲狀旁腺激素、血管緊張素。第2頁，講稿共62頁，2023年5月2日，星期三（二）、調(diào)節(jié)機體與環(huán)境的相對平衡由一系列激素共同作用，如應急反應。（三）、調(diào)節(jié)生長發(fā)育、衰老和死亡（四）、調(diào)節(jié)生殖第3頁，講稿共62頁，2023年5月2日，星期三三、

激素的化學本質(zhì)1、

含氮激素（1）胺類激素：兒茶酚（腎上腺素、去甲腎上腺素、多巴胺）（2）a.a衍生物類激素：甲狀腺素（T4）、三碘甲狀腺原氨酸（T3）（3）肽類激素：抗利尿素、促黑色細胞素（MSH）（4）蛋白質(zhì)類激素：生長激素、胰島素、促卵泡激素（FSH）、黃體生成素（LH）第4頁，講稿共62頁，2023年5月2日，星期三★垂體和下丘腦分泌的激素都是含氮激素（蛋白類、多肽類）★甲狀腺、甲狀旁腺、腎上腺髓質(zhì)、胰島、腸黏膜、胃黏膜等分泌的激素也是含氮激素。★含氮激素一般與細胞膜膜受體結(jié)合，誘導生成第二信使，將信號轉(zhuǎn)導入細胞內(nèi)。第5頁，講稿共62頁，2023年5月2日，星期三2、

甾體激素（甾醇類激素）甾體激素包括腎上腺皮質(zhì)、性腺、胎盤等分泌的激素?！镧摅w激素一般直接通過細胞膜進入細胞，與細胞質(zhì)內(nèi)受體結(jié)合，然后進入細胞核發(fā)揮作用。第6頁，講稿共62頁，2023年5月2日，星期三3、

脂肪族激素（脂肪酸衍生物激素）主要是前列腺素（PG）第7頁，講稿共62頁，2023年5月2日，星期三四、激素結(jié)合蛋白和激素受體★激素是通過其專一性的受體發(fā)揮功能的，激素循環(huán)于血液中，只能被靶細胞中的受體捕獲?！锛に厥荏w分細胞膜受體和細胞內(nèi)受體，通常，固醇類激素的受體在細胞質(zhì)中，甲狀腺素的受體在細胞核中，而肽類、蛋白質(zhì)和神經(jīng)遞質(zhì)類激素的受體在細胞膜上?！镉行┘に剡€具有自己的激素結(jié)合蛋白，激素活性的保持和滅活速度與激素結(jié)合蛋白有關。第8頁，講稿共62頁，2023年5月2日，星期三五、

激素的作用特點1.信號傳遞作用2.級聯(lián)放大作用極微量的激素可以產(chǎn)生強烈的生理效應。在體內(nèi)的水平一般在107-1012mol/L（109—1015mol/L）3.相對特異性激素對靶細胞具有專一性。第9頁，講稿共62頁，2023年5月2日，星期三4.作用的時效性有些激素到達靶細胞后幾秒鐘內(nèi)達到最大生理效應；有些需幾小時至幾天才達到最大生理效應。激素的作用只能是短暫的，過量或持續(xù)刺激對機體不利，也容易導致激素對抗。激素水平受分泌與失活速率的控制。有的激素分泌呈周期性和晝夜節(jié)律性，有的是脈沖分泌。機體終止激素作用的方式有滅活、隔離、再循環(huán)，滅活主要是通過內(nèi)化作用（internalization)：激素受體復合物被胞吞攝入細胞，形成小泡，小泡與融酶體融合而被分解。5.激素間的相互作用幾種激素之間有時相互協(xié)同，有時相互抑制，達到平衡。第10頁，講稿共62頁，2023年5月2日，星期三第二節(jié)

激素的作用機理一、

激素是通過受體起作用的1、

受體及其特點受體：細胞中能識別特異配體（神經(jīng)遞質(zhì)、激素、細胞因子）并與其結(jié)合，從而引起各種生物效應的分子，均稱為受體。受體的化學本質(zhì)是蛋白質(zhì)，在細胞表面的受體大多為糖蛋白。第11頁，講稿共62頁，2023年5月2日，星期三★受體的數(shù)目變異很大，210萬個/cell，一般數(shù)百至數(shù)千個。★激素生物效應的強弱通常與受體結(jié)合的激素的量成正比。1-5%的受體與激素結(jié)合就可以出現(xiàn)生理效應，20-25%結(jié)合就可以達到最大生理效應?！锛毎な荏w的數(shù)目受激素濃度和細胞代謝的影響，使受體數(shù)目增加的稱為增加調(diào)節(jié)（upregulation)，使受體數(shù)目下降的稱為下降調(diào)節(jié)（downregulation)，第12頁，講稿共62頁，2023年5月2日，星期三★細胞膜受體間可以產(chǎn)生“協(xié)同效應”：既部分受體與激素結(jié)合后可影響臨近受體與激素的親和力。使親和力上升的稱為“正協(xié)同效應”，使親和力下降的稱為“負協(xié)同效應”。★當細胞膜受體數(shù)目下降，或激素親和力下降，就會發(fā)生對內(nèi)、外源激素不敏感和最大生理效應值下降的現(xiàn)象，稱為激素耐受或激素對抗（適應，失敏感作用，adaptation,desensitization)。第13頁，講稿共62頁，2023年5月2日，星期三2、

激素與受體結(jié)合的特點（細胞因子）①高親和力Kd在10-9—10-11mol/L濃度很低也能與受體結(jié)合，引起生物效應。②高特異性有相應受體的靶細胞，才對激素起反應。沒有相應受體的細胞，同樣也接觸激素，但不會引起反應。

第14頁，講稿共62頁，2023年5月2日，星期三③激素與受體結(jié)合是非共價的、可逆的當激素與受體分離后，激素的信使作用即中止=常數(shù)當[H]↓時則[HR]↓第15頁，講稿共62頁，2023年5月2日，星期三3、

受體的結(jié)構(gòu)與功能激素與受體結(jié)合，是信息傳遞至細胞的第一步。隨后，由受體構(gòu)象的變化引起一系列信息傳遞過程。結(jié)合域，決定其結(jié)合配體的特異性。功能域，參與轉(zhuǎn)導信息第16頁，講稿共62頁，2023年5月2日，星期三4、受體的類型細胞膜受體細胞內(nèi)受體第17頁，講稿共62頁，2023年5月2日，星期三①受體—離子通道型結(jié)構(gòu)特點：受體由數(shù)個亞基組成，每個亞基均有胞外、胞內(nèi)和跨膜三個結(jié)構(gòu)域，亞基的某些區(qū)段共同構(gòu)成離子通道。信息傳遞：結(jié)合域與配體（激素）結(jié)合后，受體變構(gòu)，使通道開放或關閉，引起或切斷離子的跨膜流動，從而傳遞信號。相關激素：Glu、γ-氨基丁酸（GABA）、Gly等神經(jīng)元的乙酰膽堿受體，由5個亞基在細胞膜內(nèi)呈五邊形排列，圍成離子通道壁。當它與乙酰膽堿結(jié)合時，膜通道開放，膜外陽離子（Na+為主）內(nèi)流，引起突觸后膜電位變化。第18頁，講稿共62頁，2023年5月2日，星期三②受體—G蛋白—效應蛋白型★結(jié)構(gòu)特點：受體有胞外、跨膜和胞內(nèi)三個結(jié)構(gòu)域，其中跨膜結(jié)構(gòu)域多由七個跨膜區(qū)段組成?！镄畔鬟f：信息物質(zhì)與細胞膜受體結(jié)合，受體變構(gòu)，通過G蛋白激活相應的效應蛋白（如AC、GC、PLC等）。效應蛋白被激活后，可催化生成一些小分子化學物質(zhì)（如cAMP、cGMP、Ca2+等，第二信使，胞內(nèi)信使），后者引起細胞產(chǎn)生相應的生物效應（級聯(lián)效應）?！颎蛋白：是一大類具有信號傳遞功能的GTP結(jié)合蛋白，一般定位于胞漿側(cè)，在聯(lián)系細胞膜受體與效應蛋白質(zhì)中起重要作用。第19頁，講稿共62頁，2023年5月2日，星期三③受體—酪氨酸蛋白激酶型（TPK）★結(jié)構(gòu)特點：跨膜糖蛋白，胞外部分構(gòu)成結(jié)合域以結(jié)合配體，中間有20多個疏水a(chǎn)a，構(gòu)成單跨膜區(qū)，胞內(nèi)結(jié)構(gòu)域具有酪氨酸蛋白激酶活性并有較多的可以被磷酸化的酪氨酸殘基?！锵嚓P激素：胰島素及一些細胞生長因子（表皮生長因子，EGF；血小板源生長因子，PDGF；集落刺激因子I，CSF-I）★信息傳遞：激素與受體結(jié)合后，受體首先自身磷酸化，然后進一步磷酸化其它效應蛋白。第20頁，講稿共62頁，2023年5月2日，星期三④受體—轉(zhuǎn)錄因子型★結(jié)構(gòu)特點：位于細胞內(nèi)，DNA結(jié)合蛋白?！镄畔鬟f：激素直接進入細胞內(nèi)并與細胞內(nèi)受體結(jié)合，活化的激素—受體復合物轉(zhuǎn)移入核內(nèi)，與所調(diào)控基因的特定部位結(jié)合，然后啟動轉(zhuǎn)錄。★相關激素：類固醇激素及甲狀腺激素?！锛谞钕偌に乜赡苤苯优c核中的受體結(jié)合，該受體是一種與雙鏈DNA高度親合的蛋白質(zhì)。第21頁，講稿共62頁，2023年5月2日，星期三二、

激素的作用機理★、固醇類激素及甲狀腺素：細胞內(nèi)受體途徑★、含氮激素及前列腺素：細胞膜受體途徑激素作為第一信使與細胞膜受體結(jié)合，通過G蛋白的結(jié)構(gòu)變化或受體自身激酶活性的改變而引起膜內(nèi)側(cè)效應蛋白的活化。第22頁，講稿共62頁，2023年5月2日，星期三激動劑受體活化G蛋白腺苷酸環(huán)化酶（AC）鳥苷酸環(huán)化酶（GC）磷脂酶C（PLC）ATPcAMPGTPcGMP蛋白激酶（PKA、PKG、PKC）PIP2（磷脂酰肌醇二磷酸）DAGIP3胞內(nèi)Ca2+釋放蛋白磷酸化酶活化生理生化反應Ca2+/CaM依賴型蛋白激酶（CDPK）第23頁，講稿共62頁，2023年5月2日，星期三（一）

cAMP—蛋白激酶A途徑大部分含氮激素通過cAMP而起作用。第24頁，講稿共62頁，2023年5月2日，星期三P424圖8-1激素通過cAMP起作用的示意圖第25頁，講稿共62頁，2023年5月2日，星期三含氮激素與受體結(jié)合，引發(fā)結(jié)合在受體上的G蛋白生成Gs蛋白—GTP，Gs蛋白活化膜上的腺苷酸環(huán)化酶，腺苷酸環(huán)化酶催化ATP轉(zhuǎn)化成cAMP。cAMP自由擴散到整個細胞，激活依賴cAMP的蛋白激酶（蛋白激酶A、PKA），蛋白激酶A催化一些蛋白質(zhì)的Ser、Thr的羥基磷酸化，從而改變這些酶的活性，調(diào)節(jié)代謝。激素被稱為第一信使。cAMP被稱為第二信使。第26頁，講稿共62頁，2023年5月2日，星期三★PKA的靶酶：酶活性改變代謝調(diào)節(jié)磷酸化酶激酶激活糖原分解。糖原合成酶抑制抑制糖原合成丙酮酸激酶抑制抑制糖酵解組蛋白核糖體蛋白脂肪細胞的膜蛋白線粒體的膜蛋白微粒體蛋白溶菌酶第27頁，講稿共62頁，2023年5月2日，星期三★、

腎上腺素與胰高血糖素

：cAMP方式屬兒茶酚胺類化合物，生成后在囊泡內(nèi)儲存，在驚恐、低氧、血壓降低等應激狀態(tài)時，囊泡通過泡吐作用釋放。靶細胞：肌肉、脂肪、肝臟滅活：肝細胞功能：可使心跳加快、血管收縮、血壓上升。對糖代謝影響最大，在肝細胞中可加強肝糖元分解，迅速升高血糖。此外，還能促進蛋白質(zhì)、氨基酸、脂肪分解。第28頁，講稿共62頁，2023年5月2日，星期三1、

腎上腺素的結(jié)構(gòu)與功能腎上腺素及去甲腎上腺素均由Tyr轉(zhuǎn)化而來（由腎上腺髓質(zhì)分泌）。第29頁，講稿共62頁，2023年5月2日，星期三2、β-腎上腺素受體的結(jié)構(gòu)——跨膜七螺旋區(qū)許多與G蛋白偶連的受體都是跨膜蛋白，跨膜七螺旋區(qū)結(jié)構(gòu)是激活G蛋白的跨膜受體所具有的普遍特征。第30頁，講稿共62頁，2023年5月2日，星期三3、

G蛋白（鳥苷酸結(jié)合蛋白）(guanyl-nucleotide-bindingprotein)G蛋白是一個界面蛋白，處于細胞膜的內(nèi)側(cè)，G蛋白與激素受體偶連，通過活化腺苷酸環(huán)化酶（cAMP途徑）或磷脂酶（Ca2+途徑）從而產(chǎn)生胞內(nèi)信使：cAMP，Ca2+等，將胞外信息傳遞到胞內(nèi)。

第31頁，講稿共62頁，2023年5月2日，星期三4、G蛋白偶連的信號轉(zhuǎn)導作用：細胞外的激素與跨膜的受體結(jié)合后引起受體構(gòu)象變化，然后激素—受體復合物激活膜內(nèi)的G蛋白。無活性的G蛋白（Gβγα—GDP）發(fā)生GTP—GDP交換，形成有活性的G蛋白（Gs），其催化亞基Gα—GTP解離出來，擴散到細胞內(nèi)，激活其效應子（腺苷酸環(huán)化酶、PLC、K+通道等）每一個激素—受體復合物可以形成許多個分子Gα—GTP，由此給出“放大”的效應。第32頁，講稿共62頁，2023年5月2日，星期三第33頁，講稿共62頁，2023年5月2日，星期三

當激素停止分泌時，結(jié)合在受體上的激素就逐漸解離下來。Gα—GTP緩慢水解，釋放掉GTP，Gα失去催化活性，與βγ亞基重新形成無活性的G蛋白（Gβγα—GDP）。信號轉(zhuǎn)導停止。結(jié)合態(tài)GTP水解，表明G蛋白是一個GTPase，即這個調(diào)節(jié)蛋白具有一種內(nèi)藏式的脫活作用，缺乏激素時，GTP、GDP交換反應速度降低，最終幾乎所有的G蛋白均以結(jié)合著GDP的無活性形式存在。第34頁，講稿共62頁，2023年5月2日，星期三D:\段江燕\生化\生化電子教案\A0089901（G-proteincoupledsignaltranduction).movtranduction)第35頁，講稿共62頁，2023年5月2日，星期三5、

蛋白激酶A凡有cAMP的細胞，都有一類蛋白激酶（PKA），別構(gòu)酶，cAMP通過蛋白激酶A發(fā)揮它的作用。

u

蛋白激酶A的活化

P572圖17-18cAMP激活蛋白激酶A第36頁，講稿共62頁，2023年5月2日，星期三6、腎上腺素在促進糖元分解中的級聯(lián)放大作用

當腎上腺素到達肝細胞表面時，迅速與肝細胞表面的β-腎上腺素受體結(jié)合，受體象變化，激活與受體偶連的G蛋白，G蛋白激活膜上的腺苷酸環(huán)化酶，產(chǎn)生cAMP。第37頁，講稿共62頁，2023年5月2日，星期三第38頁，講稿共62頁，2023年5月2日，星期三D:\段江燕\生化\生化電子教案\A0150001(signalamplificationinepinepherincassete).movepinepherincassete)第39頁，講稿共62頁，2023年5月2日，星期三一旦腎上腺素停止分泌：結(jié)合在肝細胞膜上的腎上腺素就解離下來。cAMP不再生成，遺留的cAMP被磷酸二酯酶分解。蛋白激酶A的兩種亞基又聯(lián)結(jié)成無活性的復合體（催化亞基和調(diào)節(jié)亞基）。有活性的磷酸化酶激酶的磷酸化形式遭到脫磷酸作用，變成無活性形式。磷酸化酶a受到磷酸酶作用，脫去磷酸變成無活性的磷酸化酶b，糖元分解停止。無活性的磷酸化形式的糖元合成酶經(jīng)過脫磷酸作用，又變得活躍起來，繼續(xù)合成糖元。第40頁，講稿共62頁，2023年5月2日，星期三★胰高血糖素也是cAMP途徑與腎上腺素類似，通過cAMP途徑，提高肝糖元磷酸化酶活性，促進肝糖原分解（并不促使肌糖原分解）。第41頁，講稿共62頁，2023年5月2日，星期三（二）cGMP途徑拮抗cAMP的作用利鈉肽、海膽卵肽、緩激肽、乙酰膽堿和糖皮質(zhì)激素等通過NO的介導而活化GC，產(chǎn)生生理效應。第42頁，講稿共62頁，2023年5月2日，星期三（三）

IP3、Ca2+—鈣調(diào)蛋白激酶途徑1、信號轉(zhuǎn)導過程激素（兒茶酚胺、血管舒張素Ⅱ、抗利尿素、5-羥色胺等）與細胞膜上受體結(jié)合，激活G蛋白，通過G蛋白介導，激活磷脂酶C（PLC，磷酸肌醇酶）。后者可將磷脂酰肌醇—4.5—二磷酸（PIP2）水解成二脂酰甘油DAG及IP3，這二者都是第二信使。第43頁，講稿共62頁，2023年5月2日，星期三DAG、Ca2+可激活蛋白激酶C，活化的蛋白激酶C可將多種靶蛋白中的Ser、Thr殘基磷酸化，調(diào)節(jié)酶活性。

IP3進入細胞液內(nèi)，在內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜表面有IP3受體，其亞基的羧基部分構(gòu)成鈣通道。IP3與IP3受結(jié)合后，受體變構(gòu)，鈣通道打開，貯于內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的Ca2+釋放入細胞質(zhì)內(nèi)，胞質(zhì)Ca2+的升高可激活Ca2+/鈣調(diào)蛋白（CaM）依賴性蛋白激酶（CDPK）。

CaM有4個結(jié)合Ca2+位點，當結(jié)合Ca2+后變構(gòu)，一些依賴Ca2+/CaM的蛋白激酶就被激活，從而可使許多靶酶Ser、Thr殘基磷酸化，使酶激活或失活。

Ca2+/CaM復合物也可以直接地與靶酶起作用。第44頁，講稿共62頁，2023年5月2日，星期三2、Ca2+/CaM依賴性蛋白激酶（CDPK）的靶酶：糖原合成酶、磷酸化酶激酶、丙酮酸羧化酶、丙酮酸脫氫酶等幾十種。3、鈣調(diào)蛋白的EF手結(jié)構(gòu)第45頁，講稿共62頁，2023年5月2日，星期三

鈣離子與許多生理活動有關，是許多信號傳導途徑中的細胞內(nèi)信使，與細胞收縮、胞吐、胞飲、糖元代謝、神經(jīng)遞質(zhì)釋放、染色體運動、細胞死亡等都有密切關系。第46頁，講稿共62頁，2023年5月2日，星期三（四）

受體—酪氨酸蛋白激酶途徑激素與受體—酪氨酸蛋白激酶（TPK）結(jié)合后，使原來無活性的TPK變?yōu)橛谢钚缘腡PK，TPK催化自身Tyr殘基磷酸化，并進一步提高TPK的活性，使其它底物蛋白磷酸化。第47頁，講稿共62頁，2023年5月2日，星期三★、

胰島素及胰高血糖素1、

結(jié)構(gòu)

①β-細胞胰島素A鏈21a.a殘基B鏈30a.a殘基②α-細胞胰高血糖素29a.a殘基2、

功能①胰島素：提高組織攝取葡萄糖的能力，抑制肝糖元分解，促進肝糖元及肌糖元合成，因此可降低血糖。缺乏：血糖升高，尿中有糖，糖尿病。過量：血糖過低，能量供應不足，影響大腦機能。②胰高血糖素：增高血糖含量，促進肝糖元分解。第48頁，講稿共62頁，2023年5月2日，星期三3、胰島素作用方式：受體-酪氨酸蛋白激酶途徑

胰島素的受體是跨膜的酪氨酸激酶，由α2β2組成，α鏈處在細胞膜的外側(cè)，β鏈穿過細胞膜。第49頁，講稿共62頁，2023年5月2日，星期三第50頁，講稿共62頁，2023年5月2日，星期三（五）

細胞內(nèi)受體途徑（基因表達學說）甾醇類激素及少數(shù)含氮激素：糖皮質(zhì)激素、鹽皮質(zhì)激素（醛甾酮）、雌激素（雌二醇、孕酮）、雄激素（睪酮）、甲狀腺素等。激素直接進入細胞，在胞質(zhì)中與各自的受體結(jié)合，激素—受體復合物穿過核膜，與各自特定的基因調(diào)控序列結(jié)合，啟動轉(zhuǎn)錄。

激素應答元件：受類固醇激素調(diào)控的基因中，與激素—受體復合物結(jié)合的部位（HRE）。第51頁，講稿共62頁，2023年5月2日，星期三第52頁，講稿共62頁，2023年5月2日，星期三★、

甲狀腺素：基因表達途徑1、

結(jié)構(gòu)含碘落氨酸衍生物。第53頁，講稿共62頁，2023年5月2日，星期三

在甲狀腺中合成甲狀腺球蛋白，每分子此球蛋白含2-4個T4分子。當受促甲狀腺激素刺激時，溶酶體中的蛋白酶水解甲狀腺球蛋白，放出T4和T3。血漿中T3和T4絕大部分與血漿中的蛋白質(zhì)結(jié)合運輸，可防止T3、T4經(jīng)腎丟失。

T3、T4在肝中失活，肝中有一種與甲狀腺素親合力極強的蛋白質(zhì)，血流經(jīng)過肝臟時，1/3的甲狀腺素被肝細胞攝取，與葡萄糖醛酸或硫酸反應后失活，由膽汁排出。還可