第十七章-激素及其受體介導(dǎo)的信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)課件

第十七章激素及其受體介導(dǎo)的信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)第十七章激素及其受體介導(dǎo)的信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)1提綱一、激素的一般性質(zhì)激素的定義激素的化學(xué)本質(zhì)、分類(lèi)和生物合成激素的定量二、激素作用的一般特征特異性高效性水溶性激素的作用往往需要“第二信使”激素的作用可能產(chǎn)生“快反應(yīng)”或“慢反應(yīng)”脫敏性和時(shí)效性三、激素作用的詳細(xì)機(jī)制脂溶性激素的作用機(jī)制水溶性激素的作用機(jī)制信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)的整合四、激素的分泌及其調(diào)節(jié)提綱一、激素的一般性質(zhì)2激素的定義經(jīng)典的定義：激素是由特定的組織產(chǎn)生并分泌到血流中，通過(guò)血液的運(yùn)輸?shù)竭_(dá)特定器官或組織，而引發(fā)這些器官或組織產(chǎn)生特定的生理生化反應(yīng)的一類(lèi)化學(xué)物質(zhì)。更廣泛的定義：激素是一類(lèi)非營(yíng)養(yǎng)的、微量（微摩爾或更低濃度）就能發(fā)揮作用的細(xì)胞間轉(zhuǎn)導(dǎo)信息的化學(xué)物質(zhì)。就動(dòng)物而言，分泌激素的細(xì)胞被稱(chēng)為內(nèi)分泌細(xì)胞，受激素作用的細(xì)胞被稱(chēng)為靶細(xì)胞。激素的定義經(jīng)典的定義：激素是由特定的組織產(chǎn)生并分泌到血流中，3動(dòng)物激素的進(jìn)一步分類(lèi)內(nèi)分泌激素旁分泌激素只作用于臨近的細(xì)胞，如前列腺素、阿片肽以及一些多肽生長(zhǎng)因子自分泌激素作用于原來(lái)分泌它的細(xì)胞，如刺激細(xì)胞分裂的白細(xì)胞介素和某些細(xì)胞癌基因的產(chǎn)物內(nèi)部分泌激素在細(xì)胞內(nèi)合成以后不需要分泌到胞外，而是在原來(lái)的細(xì)胞內(nèi)發(fā)揮作用。動(dòng)物激素的進(jìn)一步分類(lèi)內(nèi)分泌激素4動(dòng)物激素的內(nèi)分泌、旁分泌、自分泌、內(nèi)部分泌和神經(jīng)內(nèi)分泌動(dòng)物激素的內(nèi)分泌、旁分泌、自分泌、內(nèi)部分泌和神經(jīng)內(nèi)分泌5激素的一般性質(zhì)產(chǎn)生和分泌激素的為復(fù)雜的多細(xì)胞生物激素的化學(xué)本質(zhì)多樣。按照化學(xué)本質(zhì)，可分為肽類(lèi)或蛋白質(zhì)激素、固醇類(lèi)激素、氨基酸衍生物激素、脂類(lèi)激素等幾類(lèi)激素有的溶于水，有的不溶于水。按照溶解性質(zhì)，可將激素簡(jiǎn)單地分為水溶性激素和脂溶性激素。濃度低——?jiǎng)游镌陟o息狀態(tài)下，血液肽類(lèi)激素的濃度為，固醇類(lèi)激素的濃度為。作用能產(chǎn)生強(qiáng)烈的生物學(xué)作用激素的一般性質(zhì)產(chǎn)生和分泌激素的為復(fù)雜的多細(xì)胞生物6脂溶性激素和水溶性激素的性質(zhì)比較脂溶性激素和水溶性激素的性質(zhì)比較7激素的定量化學(xué)分析法（）生物活性測(cè)定法（）放射免疫測(cè)定法——由創(chuàng)立激素的定量化學(xué)分析法（）8激素作用的一般特征高度的特異性——由受體決定微量就能發(fā)揮作用——原因一是激素與受體的親和力極高，二是激素在作用過(guò)程中存在級(jí)聯(lián)放大的機(jī)制。水溶性激素的作用往往需要“第二信使”，已發(fā)現(xiàn)的有：、、、、甘油二酯（）、神經(jīng)酰胺、花生四烯酸和等。可能產(chǎn)生“快反應(yīng)”或“慢反應(yīng)”飽和性脫敏性和終止作用激素作用的一般特征高度的特異性——由受體決定9受體受體的定義與本質(zhì)：蛋白質(zhì)受體的分類(lèi)細(xì)胞內(nèi)受體——細(xì)胞質(zhì)受體和核受體細(xì)胞表面受體蛋白偶聯(lián)受體（）離子通道受體酶受體無(wú)酶活性但直接與細(xì)胞質(zhì)內(nèi)的相聯(lián)系的受體受體的基本性質(zhì)與配體結(jié)合的高度專(zhuān)一性與配體結(jié)合的可逆性與配體結(jié)合的高親和性與配體結(jié)合的飽和性與配體的結(jié)合可產(chǎn)生強(qiáng)大的生物學(xué)效應(yīng)(激動(dòng)劑和拮抗劑)受體受體的定義與本質(zhì)：蛋白質(zhì)10固醇類(lèi)激素細(xì)胞質(zhì)受體結(jié)構(gòu)模型固醇類(lèi)激素細(xì)胞質(zhì)受體結(jié)構(gòu)模型11膜整合蛋白：段疏水的肽段形成段跨膜的α螺旋激活異源三聚體蛋白，再由蛋白激活或抑制效應(yīng)器的臨床上的藥物作用靶點(diǎn)是人類(lèi)基因組第四大基因家族(>個(gè))膜整合蛋白：段疏水的肽段形成段跨膜的α螺旋12離子通道受體乙酰膽堿的煙堿型受體離子通道受體乙酰膽堿的煙堿型受體13酶受體酶受體14無(wú)酶活性但直接與細(xì)胞質(zhì)內(nèi)的酪氨酸蛋白質(zhì)激酶相聯(lián)系的受體無(wú)酶活性但直接與細(xì)胞質(zhì)內(nèi)的酪15激素作用的基本過(guò)程激素的合成和分泌；激素被運(yùn)輸?shù)桨屑?xì)胞；激素與靶細(xì)胞膜或靶細(xì)胞內(nèi)的特異性受體結(jié)合，導(dǎo)致受體的激活；靶細(xì)胞內(nèi)的一條或幾條信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑被起動(dòng)；靶細(xì)胞內(nèi)產(chǎn)生特定的生理或生化效應(yīng)；信號(hào)的終止。激素作用的基本過(guò)程激素的合成和分泌；16激素作用的詳細(xì)機(jī)制脂溶性激素的作用機(jī)制通過(guò)細(xì)胞質(zhì)受體(皮質(zhì)醇和醛固酮）通過(guò)核受體(、孕激素和雌激素）通過(guò)膜受體（油菜素內(nèi)酯和爪蟾的孕激素）水溶性激素系統(tǒng)(系統(tǒng)和系統(tǒng)）系統(tǒng)系統(tǒng)系統(tǒng)其他激素作用的詳細(xì)機(jī)制脂溶性激素的作用機(jī)制17受體位于細(xì)胞質(zhì)的脂溶性激素的作用機(jī)制受體位于細(xì)胞質(zhì)的脂溶性激素的作用機(jī)制18常見(jiàn)的脂溶性激素一致序列常見(jiàn)的脂溶性激素一致序列19糖皮質(zhì)激素受體的結(jié)合結(jié)構(gòu)域與的結(jié)合糖皮質(zhì)激素受體的結(jié)合結(jié)構(gòu)域與的結(jié)合20作用系統(tǒng)系統(tǒng)（系統(tǒng)）系統(tǒng)（系統(tǒng)）視覺(jué)和嗅覺(jué)轉(zhuǎn)導(dǎo)系統(tǒng)

一般由激素、、異源三聚體蛋白、效應(yīng)器（如和)、第二信使、蛋白質(zhì)激酶和靶蛋白等組成。作用系統(tǒng)系統(tǒng)（系統(tǒng)）一般由激素、、異源三聚體蛋白、效應(yīng)器（如21系統(tǒng)實(shí)例：胰高血糖素或腎上腺素作用肝細(xì)胞主要成分：激素、、蛋白、腺苷酸環(huán)化酶（）、、、靶蛋白關(guān)鍵成分的發(fā)現(xiàn)過(guò)程：糖原磷酸化酶的發(fā)現(xiàn)——夫婦(諾貝爾獎(jiǎng)得主)的發(fā)現(xiàn)和“第二信使學(xué)說(shuō)”——.(年諾貝爾獎(jiǎng)得主）可逆的蛋白質(zhì)磷酸化的發(fā)現(xiàn)與蛋白質(zhì)激酶和磷蛋白磷酸酶——.和.(年諾貝爾獎(jiǎng)得主)蛋白的發(fā)現(xiàn)——和.(年諾貝爾獎(jiǎng)得主)系統(tǒng)的詳細(xì)圖解和動(dòng)畫(huà)演示系統(tǒng)實(shí)例：胰高血糖素或腎上腺素作用肝細(xì)胞22蛋白的發(fā)現(xiàn)是胰高血糖素激活肝細(xì)胞必需的在作用中，發(fā)生水解使用遺傳學(xué)和生化技術(shù)最終確定和純化到蛋白——的實(shí)驗(yàn)蛋白循環(huán)蛋白的發(fā)現(xiàn)是胰高血糖素激活肝細(xì)胞必需的蛋白循環(huán)23的實(shí)驗(yàn)一種突變的淋巴細(xì)胞發(fā)現(xiàn)含有正常的受體和正常的，但對(duì)胰高血糖素沒(méi)有反應(yīng)。這是一種分析純化的蛋白的好體系。

的實(shí)驗(yàn)一種突變的淋巴細(xì)胞發(fā)現(xiàn)含有正常的受體和正常的，但對(duì)胰24的實(shí)驗(yàn)（續(xù)）從正常腦細(xì)胞提取出來(lái)的蛋白插入到突變的淋巴細(xì)胞以后能夠恢復(fù)突變細(xì)胞得的功能。的實(shí)驗(yàn)（續(xù)）從正常腦細(xì)胞提取出來(lái)的蛋白插入到突變的淋巴細(xì)胞25所有的蛋白與結(jié)合的構(gòu)象不同于與結(jié)合的構(gòu)象。與結(jié)合的蛋白才有活性異源三聚體蛋白小蛋白翻譯的起始因子、延伸因子和釋放因子（蛋白質(zhì)生物合成）(生長(zhǎng)因子的信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)）(小泡定向和融合）(形成小泡包被）(蛋白質(zhì)進(jìn)入或離開(kāi)細(xì)胞核）(肌動(dòng)蛋白骨架的調(diào)節(jié)蛋白的分類(lèi)所有的蛋白與結(jié)合的構(gòu)象不同于與結(jié)合的構(gòu)象。與結(jié)合的蛋白才有活26蛋白與和效應(yīng)器之間的相互作用蛋白與和效應(yīng)器之間的相互作用27蛋白的結(jié)構(gòu)組成以及它與細(xì)胞膜內(nèi)側(cè)的結(jié)合蛋白的結(jié)構(gòu)組成以及它與細(xì)胞膜內(nèi)側(cè)的結(jié)合28常見(jiàn)的三聚體蛋白常見(jiàn)的三聚體蛋白29腺苷酸環(huán)化酶系統(tǒng)的級(jí)聯(lián)放大系統(tǒng)腺苷酸環(huán)化酶系統(tǒng)的級(jí)聯(lián)放大系統(tǒng)30的激活識(shí)別的一致序列為或；亞基含有的假底物序列為。的激活識(shí)別的一致序列為或；亞基含有的假底物序列為。31腎上腺素通過(guò)的“慢反應(yīng)”腎上腺素通過(guò)的“慢反應(yīng)”32（）系統(tǒng)實(shí)例（促性腺激素釋放激素）作用腦垂體前葉主要成分激素蛋白β或效應(yīng)器β第二信使和鈣調(diào)蛋白靶蛋白（）系統(tǒng)實(shí)例（促性腺激素釋放激素）作用腦垂體前葉33的作用位點(diǎn)的作用位點(diǎn)34鈣調(diào)蛋白（）的結(jié)構(gòu)與功能由美籍華裔科學(xué)家張槐耀首先發(fā)現(xiàn)是一種對(duì)熱穩(wěn)定的酸性蛋白，含有個(gè)氨基酸殘基，存在于所有的真核細(xì)胞，在進(jìn)化上具有高度的保守性，在三維結(jié)構(gòu)上像一個(gè)啞鈴，一段圈長(zhǎng)的α螺旋將兩個(gè)球葉相連，每一個(gè)球葉具有兩個(gè)α螺旋環(huán)α螺旋這種結(jié)構(gòu)模體，每一個(gè)α螺旋環(huán)α螺旋能結(jié)合一個(gè)鈣離子。功能作為糖原磷酸化酶的δ亞基直接激活其他蛋白通過(guò)依賴蛋白質(zhì)激酶間接激活其他蛋白鈣調(diào)蛋白（）的結(jié)構(gòu)與功能由美籍華裔科學(xué)家張槐耀首先發(fā)現(xiàn)35磷酸肌醇系統(tǒng)的詳細(xì)圖解磷酸肌醇系統(tǒng)的詳細(xì)圖解36磷脂酰肌醇的代謝轉(zhuǎn)變磷脂酰肌醇的代謝轉(zhuǎn)變37信號(hào)的終止*→蛋白自帶的酶活性將與蛋白結(jié)合的水解綜合征：α→或；霍亂毒素（）和百日咳毒素（）作用機(jī)制；類(lèi)似物的作用第二信使的水解或吸收水解；磷酸酶水解；鈣泵將泵回。茶堿和咖啡因的興奮和減肥作用躁狂癥與的治療作用佛波脂與腫瘤磷蛋白磷酸酶催化磷酸化的靶蛋白去磷酸化信號(hào)的終止*→38霍亂毒素和百日咳毒素的作用機(jī)制霍亂毒素和百日咳毒素的作用機(jī)制39的類(lèi)似物的類(lèi)似物40佛波脂的化學(xué)結(jié)構(gòu)佛波脂的化學(xué)結(jié)構(gòu)41視覺(jué)相關(guān)的信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)系統(tǒng)主要成分：第一信使光子靶細(xì)胞視錐細(xì)胞和視桿細(xì)胞受體(視紫紅質(zhì)）視蛋白順視黃醛蛋白(傳導(dǎo)素）效應(yīng)器蛋白質(zhì)激酶：無(wú)靶蛋白：離子通道圖解滅活機(jī)制視覺(jué)相關(guān)的信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)系統(tǒng)主要成分：42哺乳動(dòng)物視桿細(xì)胞上光信號(hào)的轉(zhuǎn)導(dǎo)和轉(zhuǎn)變哺乳動(dòng)物視桿細(xì)胞上光信號(hào)的轉(zhuǎn)導(dǎo)和轉(zhuǎn)變43視黃醛光激活的異構(gòu)化視黃醛光激活的異構(gòu)化44光信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)中膜電位的變化光信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)中膜電位的變化45嗅覺(jué)相關(guān)的信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)系統(tǒng)主要成分：第一信使嗅味分子靶細(xì)胞鼻粘膜嗅覺(jué)受體細(xì)胞蛋白效應(yīng)器蛋白質(zhì)激酶：無(wú)靶蛋白：離子通道圖解滅活機(jī)制嗅覺(jué)相關(guān)的信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)系統(tǒng)主要成分：46嗅覺(jué)產(chǎn)生的分子機(jī)制嗅覺(jué)產(chǎn)生的分子機(jī)制47鼻黏膜嗅覺(jué)受體細(xì)胞的結(jié)構(gòu)以及結(jié)合嗅味分子以后的變化鼻黏膜嗅覺(jué)受體細(xì)胞的結(jié)構(gòu)以及結(jié)合嗅味分子以后的變化48系統(tǒng)

諾貝爾委員會(huì)對(duì)不（）說(shuō)是.,.,(諾貝爾獎(jiǎng)得主）發(fā)現(xiàn)是一種信號(hào)分子，曾被評(píng)為年年度分子合成作用途徑硝化甘油與心絞痛；偉哥與系統(tǒng)

諾貝爾委員會(huì)對(duì)不（）說(shuō)是.,.,(諾49一氧化氮作為一種旁分泌信號(hào)——只作用局部區(qū)域，半衰期秒由合酶催化轉(zhuǎn)變而來(lái)的功能血管擴(kuò)張殺死細(xì)菌、寄生蟲(chóng)和腫瘤一氧化氮作為一種旁分泌信號(hào)——只作用局部區(qū)域，半衰期秒50合酶的結(jié)構(gòu)、輔助因子和總反應(yīng)式合酶的結(jié)構(gòu)、輔助因子和總反應(yīng)式51系統(tǒng)圖解系統(tǒng)圖解52（）系統(tǒng)實(shí)例：心房利鈉因子（）主要成分.不需要蛋白.酶受體——.第二信使——.蛋白質(zhì)激酶——圖解（）系統(tǒng)實(shí)例：心房利鈉因子（）53心鈉素的作用圖解心鈉素的作用圖解54系統(tǒng)一般性質(zhì)：通過(guò)該系統(tǒng)發(fā)揮作用的激素主要是一些生長(zhǎng)因子受體具有潛在的酪氨酸蛋白激酶的活性受體具有高度保守的結(jié)構(gòu)一般會(huì)激活特定基因的表達(dá)，是將胞外信息轉(zhuǎn)導(dǎo)到核內(nèi)的最重要途徑。酪氨酸殘基的脫磷酸化由專(zhuān)門(mén)的蛋白質(zhì)酪氨酸磷酸酶催化完成。磷酸酶的作用是逆轉(zhuǎn)由激酶引發(fā)的反應(yīng)，其中某些磷酸酶也作為受體(如抗原)定位在細(xì)胞膜上。該系統(tǒng)與細(xì)胞的癌變有密切的聯(lián)系系統(tǒng)一般性質(zhì)：55系統(tǒng)（續(xù)）主要成分：生長(zhǎng)因子接頭蛋白或（含有和結(jié)構(gòu)域）鳥(niǎo)苷酸交換因子——蛋白小蛋白——蛋白蛋白質(zhì)激酶()；()；轉(zhuǎn)錄因子——,,,詳細(xì)圖解和動(dòng)畫(huà)演示信號(hào)終止酶激活蛋白()系統(tǒng)（續(xù)）主要成分：56幾種生長(zhǎng)因子受體的結(jié)構(gòu)幾種生長(zhǎng)因子受體的結(jié)構(gòu)57系統(tǒng)的受體激活系統(tǒng)的受體激活58系統(tǒng)的詳細(xì)圖解系統(tǒng)的詳細(xì)圖解59胰島素介導(dǎo)的信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)胰島素介導(dǎo)的信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)60系統(tǒng)實(shí)例:脂瘦素基本特征：這類(lèi)膜受體盡管沒(méi)有任何潛在的酶活性，但是在與相應(yīng)的配體結(jié)合以后，也能產(chǎn)生與系統(tǒng)類(lèi)似的反應(yīng)。組分：配體和受體和信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)物與轉(zhuǎn)錄激活劑（）圖解系統(tǒng)實(shí)例:脂瘦素61鼠正常小鼠鼠鼠正常小鼠62信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)系統(tǒng)的作用圖解信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)系統(tǒng)的作用圖解63四種平行的信息跨膜轉(zhuǎn)導(dǎo)系統(tǒng)和相