激素和细胞信号

1、关于激素与细胞信号第一张，PPT共一百三十三页，创作于2022年6月一、 概述 （一）概念 激素（hormone）一词于1904年由Bayliss 和Starling首先提出的。 是生物体内特殊的腺体或组织产生的，直接分泌到体液中，通过体液运送到特定的部位，从而引起定生理反应的一群微量的有机化合物。激 素第二张，PPT共一百三十三页，创作于2022年6月第三张，PPT共一百三十三页，创作于2022年6月 分泌腺甲状腺甲状旁腺胰岛肾上腺性腺脑垂体下丘脑松果体胸腺下丘脑垂体第四张，PPT共一百三十三页，创作于2022年6月（二）激素作用的一般特征特异性高效性微量需要受体第五张，PPT共一百三十三页

2、，创作于2022年6月（三）激素的类别 动物激素植物激素脊椎动物激素无脊椎动物激素氨基酸衍生物激素肽和蛋白质激素类固醇激素脂肪酸衍生物激素甲壳类激素昆虫激素激素IAACytGAEthABABr、JA、SA.第六张，PPT共一百三十三页，创作于2022年6月二、动物激素（一）氨基酸衍生物激素 甲状腺素 肾上腺素 5-羟色胺第七张，PPT共一百三十三页，创作于2022年6月1、甲状腺素 甲状腺分泌 甲状腺素（T4） 三碘甲腺原氨酸（T3） 第八张，PPT共一百三十三页，创作于2022年6月（1）结构 甲状腺素（3,5,3,5-四碘甲腺原氨酸，简称T4）三碘甲腺原氨酸（3,5,3-三碘甲腺原氨酸，简

3、称T3） 第九张，PPT共一百三十三页，创作于2022年6月（2）生物合成 二分子二碘Tyr作用形成甲状腺素（T4） 一碘TyrTyr+活性碘+活性碘 3,5-二碘TyrT4脱碘产生T3一碘Tyr和二碘Tyr连接而成T3第十张，PPT共一百三十三页，创作于2022年6月关于生物合成的二个问题 活性碘： 食物碘(I-)H2O2甲状腺过氧化物酶 过氧化氢酶活性碘（I2） 碘化反应并不发生在游离Tyr，而是在甲状腺 球蛋白分子中的Tyr残基,碘化Tyr之间进一步 反应，并通过甲状腺球蛋白分水解生成T3或T4第十一张，PPT共一百三十三页，创作于2022年6月甲状腺素没有特异的靶细胞，它的生理作用很广

4、泛，几乎遍及全身各组织，它的主要生理功能有两方面： （3）生理功能 促进体内各物质的代谢，增加代谢率；另外增加耗 氧量和产热量。 维持机体的正常生长发育。 第十二张，PPT共一百三十三页，创作于2022年6月甲状腺素的分泌量维持在一定水平，甲状腺素分泌过多得甲状腺机能亢进。 甲状腺机能减退： 发生在幼年得呆小病，体型小、智力低、性不成熟 发生在成年得粘液性水肿，面部、手肿大 甲状腺激素的分泌受腺垂体分泌的促甲状腺激素的调节。 还有一种由于食物中长期缺碘引起地方性甲状腺肿甲状腺机能亢进： 基础代谢率高、消瘦、神经紧张、心跳加快、出汗、眼球突出。 第十三张，PPT共一百三十三页，创作于2022年6

5、月甲状腺机能减退 甲亢第十四张，PPT共一百三十三页，创作于2022年6月2肾上腺素：由肾上腺髓质分泌 （1）结构 肾上腺素与去甲肾上腺素的结构 第十五张，PPT共一百三十三页，创作于2022年6月（2）生物合成 Tyr羟化CO2羟化正肾上腺素（去甲肾上腺素）+ CH3（由Met供给）肾上腺素Tyr羟化酶第十六张，PPT共一百三十三页，创作于2022年6月（3）生理功能：大同小异 肾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 分解去甲肾上腺素也有上述作用，但作用较弱。 第十七张，PPT共一百三十三页，创作于2022年6月肾

6、上腺素可使血管收缩；并能刺激心脏，使心肌 收缩力增加，心跳加快，所以使血压升高。 （对心脏作用大） 去甲肾上腺素也能使血压升高，但机制不同，去甲肾上腺素主要使除冠状动脉以外的全身小动脉收缩，所以使血压升高（对血管作用大） 总的来讲肾上腺素和去甲肾上腺素使血糖，血压。 麻黄碱的结构与生理功能与肾上腺素相似，用于缓解哮喘和鼻充血。第十八张，PPT共一百三十三页，创作于2022年6月（二）肽和蛋白质激素 这类激素包括由垂体(腺垂体、神经垂体）,下丘脑、胰腺、甲状腺、甲状旁腺、胃肠和胸腺等分泌的激素。 第十九张，PPT共一百三十三页，创作于2022年6月1垂体激素： （1）腺垂体激素： 生长激素（GH

7、）、催乳激素（LTH） 促甲状腺素（TSH）、促卵泡激素（FSH）、黄体生成素（LH） 促肾上腺皮质激素（ACTH） 脂肪酸释放激素（LPH） 促黑激素（MSH） 内啡肽（endophin） 第二十张，PPT共一百三十三页，创作于2022年6月 生长激素（GH）和催乳激素（LTH） 化学本质：蛋白质。 第二十一张，PPT共一百三十三页，创作于2022年6月 不同来源的GH，Mr不同，Mr 2万5万，结构差异较 大。如人的GH Mr 21000由191个氨基酸组成，是一条 肽链的蛋白质。牛的GH Mr 46000，由396个氨基酸组成。 生长激素：催乳激素（LTH）： 催乳激素中有一段氨基酸序列

8、与生长激素相似 一条肽链的蛋白质，人的LTH约由200个氨基酸组成。 第二十二张，PPT共一百三十三页，创作于2022年6月GH的生理功能： 功能很广泛，可直接作用于全身的组织细胞 主要功能是促进骨和软骨的生长，此外促进 RNA的合成，从而促进蛋白质的合成。 幼年分泌不足：侏儒症； 分泌过多：巨人症 功能：LTH的生理功能：刺激乳腺分泌乳汁，还能刺激黄体分泌孕酮。第二十三张，PPT共一百三十三页，创作于2022年6月化学本质： 都是糖蛋白。 都由两条多肽链组成，分别称为-链，-链 （每条多肽链都含有糖）。比较短的一条是-链， 较长的一条是链。也称-亚基，-亚基。 这三种激素-链结构很相似，不同

9、的在-链。 推测不同激素特有的生理活性是由链决定的。促甲状腺素（TSH）促卵泡激素（FSH）黄体生成素（LH）促激素、促性腺激素第二十四张，PPT共一百三十三页，创作于2022年6月促甲状腺激素：靶腺是甲状腺，促使甲状腺发育以及 分泌甲状腺激素，从而影响全身代谢。 功能：促卵泡激素和黄体生成素作用的靶是卵巢、睾丸。雄性：刺激睾丸发育，产生精子。雌性：促卵泡成熟、排卵和分泌雌激素。促卵泡激素： 第二十五张，PPT共一百三十三页，创作于2022年6月黄体生成素：又称促间质细胞激素 雄性：刺激睾丸间质细胞发育，分泌雄性激素。雌性：刺激卵巢排卵，生成黄体和分 泌黄体激素。第二十六张，PPT共一百三十三

10、页，创作于2022年6月 促肾上腺皮质激素（ACTH） ACTH是39个氨基酸组成的多肽，有种属差异。 生理功能： 促使肾上腺皮质发育和促使肾上腺皮质分泌激素。 第二十七张，PPT共一百三十三页，创作于2022年6月 脂肪酸释放激素（lipotropic hormones，LPH） -脂肪酸释放激素（-LPH）：由91个氨基酸组成的蛋白质 -脂肪酸释放激素（-LPH）：由58个氨基酸组成的蛋白质 功能：促使脂肪水解，释放出脂肪酸。 ACTH族激素和-LPH族激素很可能来源于同一个前体（ACTH-LPH前体）。 第二十八张，PPT共一百三十三页，创作于2022年6月 促黑激素（MSH） 结构：

11、MSH有-MSH和-MSH，均为肽类化合物。 -MSH是13肽，没有种属差异。 -MSH有种属差异，人的-MSH是22肽，牛、羊 的-MSH是18肽。 功能：促使皮肤黑色细胞分泌黑色素，使皮肤颜色加深。 第二十九张，PPT共一百三十三页，创作于2022年6月 内啡肽（endophin） 从垂体分离出的一族具有吗啡功能的小肽，有、-三种，-内啡肽为16肽，-内啡肽为32肽，-内啡肽为17肽。 功能：镇痛第三十张，PPT共一百三十三页，创作于2022年6月（2）神经垂体激素：催产素、升压素（加压素） 过去认为催产素和升压素是神经垂体产生的，实际上并不是神经垂体产生的，而是下丘脑神经细胞分泌的，然后

12、顺着神经纤维运送到神经垂体，并贮存在那里，在受到适当刺激时再分泌入血液。所以神经垂体实际上是贮存和释放这二种激素的器官。 结构： 催产素（oxytocin）和升压素（也称加压素vasopressin）是含S-S键的9肽。 第三十一张，PPT共一百三十三页，创作于2022年6月这两种激素肽链骨架相似，都为含二硫键的二十元环，差别在第3位和第8位氨基酸不相同。催产素无种属差异，升压素有种属差异。 第三十二张，PPT共一百三十三页，创作于2022年6月催产素：使子宫平滑肌收缩，用于催产，还可使 乳腺平滑肌收缩，排出乳汁。功能：升压素：使毛细血管收缩，增加血压；并有减少 排尿的作用，即抗利尿作用，所以

13、升压 素也称抗利尿激素。 第三十三张，PPT共一百三十三页，创作于2022年6月 催产素和升压素由于它们结构十分相似，很可能有一个共同的祖先。它们的祖先很可能是vasotocin升压催产素。 第三十四张，PPT共一百三十三页，创作于2022年6月2、下丘脑激素 下丘脑 释放因子/抑制因子 腺垂体神经垂体促激素腺体激素靶细胞催产素升压素第三十五张，PPT共一百三十三页，创作于2022年6月 下丘脑至少分泌10种激素，这10种激素的化学本质都属肽类，而且是Mr较小的多肽。 促黑激素释放抑制因子 促黑激素释放因子促肾上腺皮质激素释放因子黄体生成素释放因子促卵泡激素释放因子促甲状腺激素释放因子催乳激素

14、释放抑制因子催乳激素释放因子生长激素释放抑制因子（somatostatin）生长激素释放因子释放抑制因子 (RIF)释放因子 (RF)第三十六张，PPT共一百三十三页，创作于2022年6月多肽激素的特征： 许多激素的第一个氨基酸往往是焦谷氨酸，C端 为酰胺。即没有游离的氨基端和羧基端，这样 可防止氨肽酶、羧肽酶的降解。 多肽激素的原始祖先数目是有限的，即许多激 素来源于同一前体，从同一祖先来。 第三十七张，PPT共一百三十三页，创作于2022年6月3脑肽 1975年有人从猪脑中分离出两种具有吗啡活性的肽:Leu-脑啡肽: H3+N-Tyr-Gly-Gly-phe-Leu-COO- 功能：镇痛

15、Met-脑啡肽: H3+N-Tyr-Gly-Gly-phe-Met-COO- 第三十八张，PPT共一百三十三页，创作于2022年6月褪黑激素（melatonin）: 松果体分泌结构：N-乙酰-5-甲氧色胺 功能：通过使黑素颗粒凝集而逆转促黑素的变黑效应， 其分泌率与环境光照量呈负相关。 第三十九张，PPT共一百三十三页，创作于2022年6月4胰岛素和胰高血糖素 （1）胰岛素（insulin） 胰岛（islets of Langerhans）细胞：胰高血糖素（glycagon）细胞：胰岛素（insulin)细胞：生长激素抑制素（somatostatin）第四十张，PPT共一百三十三页，创作于20

16、22年6月结构： 具有防止糖尿病患者微血管病变 和神经紊乱的作用 第四十一张，PPT共一百三十三页，创作于2022年6月功能： 促进糖原的生物合成以及葡萄糖的氧化，降 低血糖。 促进蛋白质及脂类的合成代谢。 糖原葡萄糖CO2 + H2OInsulin第四十二张，PPT共一百三十三页，创作于2022年6月（2）胰高血糖素（glucagon） 结构：29肽 功能：在许多方面与胰岛素相反。 主要促使肝糖原分解，使血糖 促使脂肪分解。 第四十三张，PPT共一百三十三页，创作于2022年6月5甲状旁腺激素和降钙素 （1）甲状旁腺激素（PTH） 结构：蛋白质激素，有种属差异。 功能：靶器官是骨和肾脏血钙，

17、血磷。 第四十四张，PPT共一百三十三页，创作于2022年6月（2）降钙素（CT） 结构：由32个氨基酸组成的多肽 功能：靶也是骨和肾脏 血钙 血磷 第四十五张，PPT共一百三十三页，创作于2022年6月 甲状旁腺激素：血钙，血磷。 降血钙素：血钙，血磷。 1,25-二羟胆钙化醇：血钙，血磷。 第四十六张，PPT共一百三十三页，创作于2022年6月其它的肽和蛋白质激素： 肠胃道激素 绒毛膜促性腺激素(胎盘中）： HCG用于检测受孕 胸腺素：控制幼儿T淋巴细胞的发育第四十七张，PPT共一百三十三页，创作于2022年6月（三）类固醇激素 1肾上腺皮质激素 由肾上腺皮质分泌，主要有7种，它们是环戊烷

18、多氢菲的衍生物。 皮质激素一般结构式第四十八张，PPT共一百三十三页，创作于2022年6月（1）糖皮质激素 包括皮质酮、皮质醇和可的松 这类激素对糖代谢影响很大，而对水盐代谢影响很小，所以称糖皮质激素。 主要功能：调节糖代谢，抑制糖的氧化，促使蛋白 质转化为糖，升高血糖。另外可减轻过 敏反应，减轻炎症。 第四十九张，PPT共一百三十三页，创作于2022年6月（2）盐皮质激素 包括醛固酮、脱氧皮质醇、脱氧皮质酮、脱氢皮质酮，其中以醛固酮的生理效应最强。 这类激素对水、盐代谢影响较大，对糖和蛋白质代谢影响较小。 主要生理功能：促使体内保留钠，排出钾（保钠排 钾），调节水盐代谢。 第五十张，PPT共

19、一百三十三页，创作于2022年6月2性激素类： 卵泡激素 黄体激素 主要由卵巢产生，但人类的胎盘、肾上腺皮质甚至睾丸也产生少量雌激素。 （1）雌（性）激素 第五十一张，PPT共一百三十三页，创作于2022年6月卵泡（激）素：雌二醇，雌三醇、雌酮，可 看作雌烃的衍生物。雌二醇雌三醇雌酮第五十二张，PPT共一百三十三页，创作于2022年6月生理功能：促进女性器官发育、排卵。 雌二醇活性最高雌二醇雌酮雌三醇第五十三张，PPT共一百三十三页，创作于2022年6月 黄体激素：主要为孕酮 生理功能：促进子宫和乳腺发育，抑制排卵，抑 制动情，对全身代谢也有显著影响。 孕酮第五十四张，PPT共一百三十三页，创

20、作于2022年6月（2）雄（性）激素 主要由睾丸的间质细胞分泌，但肾上腺皮质及卵巢也分泌少量的雄性激素。 雄性激素：睾酮、雄酮、雄烯二酮，可看作雄烃的衍生物 三种激素中只有睾酮是睾丸分泌的，它的生理功效最大，雄酮和雄烯二酮是睾酮的降解产物。 第五十五张，PPT共一百三十三页，创作于2022年6月生理功能：刺激男性性器官发育，促精子生成 及促进男性的第二性征。另外对全 身代谢也有影响。第五十六张，PPT共一百三十三页，创作于2022年6月（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之间有1个反式双键，C-15有1个羟基。 前列腺烷

21、酸 第五十七张，PPT共一百三十三页，创作于2022年6月PGEPGF （天然的）PGF （化学合成）PGAPGB第五十八张，PPT共一百三十三页，创作于2022年6月功用：前列腺素是人体分布最广，也是效应最大的 生物活性物质之一，它对全身各个系统如生 殖、心血管、呼吸和消化及神经系统等均有 作用，并对代谢过程发生影响，例如：它能 刺激子宫平滑肌收缩，可用于引产或人工流 产。 第五十九张，PPT共一百三十三页，创作于2022年6月细胞信号传导 第六十张，PPT共一百三十三页，创作于2022年6月一、概述单细胞生物 直接作出反应多细胞生物 通过细胞间复杂的信号传递系统来传递信息，从而调控机体活动

22、。外界（内部）环境变化时第六十一张，PPT共一百三十三页，创作于2022年6月1.细胞信息转导方式 通过相邻细胞的直接接触 通过细胞分泌各种化学物质来调节其他细胞的代谢和功能具有调节细胞生命活动的化学物质称为信息物质第六十二张，PPT共一百三十三页，创作于2022年6月2.跨膜信号转导的一般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第六十三张，PPT共一百三十三页，创作于2022年6月3.细胞间信息物质 是由细胞分泌的调节靶细胞生命活动的化学物质的统称，又称作第一信使（如激素）。第六十四张，PPT

23、共一百三十三页，创作于2022年6月神经递质又称突触分泌信号特点：由神经元细胞分泌；（神经元突触前膜释放）通过突触间隙到达下一个神经细胞；作用时间较短。例如： 乙酰胆碱、去甲肾上腺素等4.分 类（根据细胞的分泌方式）第六十五张，PPT共一百三十三页，创作于2022年6月内分泌激素又称内分泌信号特点：由特殊分化的内分泌细胞分泌 ；通过血液循环到达靶细胞 ；大多数作用时间较长。 例如:胰岛素、甲状腺素、肾上腺素等第六十六张，PPT共一百三十三页，创作于2022年6月局部化学介质又称旁分泌信号特点：由体内某些普通细胞分泌； 不进入血循环，通过扩散作用到达附近的靶细胞；一般作用时间较短。例如：生长因子

24、、前列腺素等。第六十七张，PPT共一百三十三页，创作于2022年6月气体信号 例如：* NO合酶（NOS）通过氧化L-精氨酸 的胍基而产生的NO。 NO是心血管系统 中至关重要的信号分子。第六十八张，PPT共一百三十三页，创作于2022年6月其它有些细胞间信息物质能对同种细胞或分泌细胞自身起调节作用，称为自分泌信号有些细胞间信息物质可在不同的个体间传递信息，如昆虫的性激素。第六十九张，PPT共一百三十三页，创作于2022年6月1.神经传递2.内分泌3.旁分泌4.气体分子（扩散）5.自分泌第七十张，PPT共一百三十三页，创作于2022年6月第一信号物质经转导刺激细胞内产生的传递细胞调控信号的化学

25、物质:如：Ca2+、DAG、IP3、cAMP、cGMP等。第二信使cAMP起着信号传递和放大的作用，激素的这种作用方式称第二信使学说（second messenger theory），由Sutherland提出，因此他荣获1971年国际生理学诺贝尔奖金第七十一张，PPT共一百三十三页，创作于2022年6月靶细胞膜上或靶细胞内有激素的受体 激素为什么只对“靶”起作用？受体：是细胞膜上或细胞内能特异识别生物活性分子并与之结合的成分，它能把识别和接受的信号正确无误地放大并传递到细胞内部，进而引起生物学效应的特殊蛋白质（个别是糖脂）。 能与受体呈特异性结合的生物活性分子则称为配体。一、概述二、受体第七

26、十二张，PPT共一百三十三页，创作于2022年6月激素与受体的关系很像酶与底物的关系，有几个特点 （1）有高度的专一性 （2）有高度的亲和力 （3）非共价键可逆结合 （4）激素与受体的结合量与其生物效应成正比。 第七十三张，PPT共一百三十三页，创作于2022年6月根据细胞定位：膜受体、细胞内受体二、受体的分类、一般结构与功能存在于细胞质膜上的受体，绝大部分是镶嵌糖蛋白。根据其结构和转换信号的方式又分为三大类：离子通道受体G蛋白偶联受体单个跨膜螺旋受体（一）膜受体第七十四张，PPT共一百三十三页，创作于2022年6月1. 环状受体 配体依赖性离子通道 乙酰胆碱受体当ACh与nAChR(烟碱型乙

27、酰胆碱受体)结合后，会使nAChR的构象发生改变，使离子通道开放。这样，由于细胞膜内外Na+离子的浓度差，导致Na+内流，膜去极化，骨骼肌收缩。 -银环蛇毒素(-bungarotoxin)是一种小分子的蛋白质，能够选择性地并且几乎是不可逆地同乙酰胆碱受体结合。这些毒素能够阻止乙酰胆碱同受体相互作用，导致呼吸麻痹和死亡。第七十五张，PPT共一百三十三页，创作于2022年6月2. G 蛋白偶联受体 Rodbell 等在 20 世纪 70 年代发现跨膜 信号转导需要 GTP 存在。1977年，Gilman发现了G(guanyl-nucleotide-binding protein)蛋白。1981年，

28、Gilman纯化了G蛋白。1994年，Gilman 和 Rodbell 获医学和生理 学诺贝尔奖。第七十六张，PPT共一百三十三页，创作于2022年6月The Nobel Prize in Physiology or Medicine 1994Alfred G. GilmanMartin Rodbell1941 -1925 - 1998University of Texas, Southwestern Medical Center Dallas, TX, USA National Institute of Environmental Health Sciences Research Trian

29、gle Park, NC, USA for their discovery of G-proteins and the role of these proteins in signal transduction in cells第七十七张，PPT共一百三十三页，创作于2022年6月2. G 蛋白偶联受体又称七个跨膜螺旋受体/蛇型受体 G蛋白偶联受体的结构第七十八张，PPT共一百三十三页，创作于2022年6月 此类受体的信息转导可归纳为 激素 受体蛋白酶 第二信使蛋白激酶酶或其他功能蛋白 生物学效应第七十九张，PPT共一百三十三页，创作于2022年6月G蛋白是一类和GTP或GDP相结合、位于细胞

30、膜胞浆面的外周蛋白，由、 三个亚基组成三聚体调节蛋白(trimeric GTP-binding regulatory protein), 简称G蛋白。G蛋白在信号转导过程中起着分子开关的作用，当亚基与GDP结合时处于关闭状态，与GTP结合时处于开启状态。 第八十张，PPT共一百三十三页，创作于2022年6月Gs：细胞表面受体与Gs（stimulating adenylate cyclase G protein,Gs）偶联，激活腺苷酸环化酶，产生cAMP第二信使，继而激活cAMP依赖的蛋白激酶。Gi：细胞表面受体同Gi（inhibitory adenylate cyclase G protein

31、,Gi）偶联，则产生与Gs相反的生物学效应，抑制腺苷酸环化酶。Gt：可以激活cGMP磷酸二酯酶，同视觉有关。G蛋白的种类第八十一张，PPT共一百三十三页，创作于2022年6月Gg :是味蕾组织中的一种 G 蛋白，与味觉的信号转导有关。Go: 存在于脑组织中，能调节磷脂代谢，可能与肌醇磷酸信号转导有关。Gq：同PLC(磷脂酶c）偶联，在磷脂酰肌醇代谢途径信号 传递过程中发挥重要作用。第八十二张，PPT共一百三十三页，创作于2022年6月G蛋白有两种构象： 非活化型 活化型亚基与GDP结合时处于关闭状态(非活化型)亚基与GTP结合时处于开启状态(活化型)第八十三张，PPT共一百三十三页，创作于20

32、22年6月RHACGDPGTP腺苷酸环化酶ACATPcAMP第八十四张，PPT共一百三十三页，创作于2022年6月第八十五张，PPT共一百三十三页，创作于2022年6月第八十六张，PPT共一百三十三页，创作于2022年6月第八十七张，PPT共一百三十三页，创作于2022年6月第八十八张，PPT共一百三十三页，创作于2022年6月第八十九张，PPT共一百三十三页，创作于2022年6月第九十张，PPT共一百三十三页，创作于2022年6月 通过亚基与腺苷酸环化酶结合，直接抑制酶的活性； 通过亚基复合物与游离Gs的亚基结合，阻断Gs的 亚基对腺苷酸环化酶的活化。Gi调节模型促肾上腺皮质激素 肾上腺素

33、第九十一张，PPT共一百三十三页，创作于2022年6月 霍乱毒素:能催化ADP核糖基共价结合到Gs的亚基上，致使亚基丧失GTP酶的活性，使亚基处于持续活化状态，腺苷酸环化酶永久性活化。导致霍乱病患者细胞内Na+和水持续外流，产生严重腹泻而脱水。 百日咳毒素:能催化Gi 发生ADP核糖基化，致使亚基的GTP与GDP交换抑制，使亚基处于持续非活化状态，因此不能抑制AC，使cAMP浓度升高。导致患儿阵发性痉挛性咳嗽，即百日咳(whooping cough)。第九十二张，PPT共一百三十三页，创作于2022年6月cAMP - 蛋白激酶途径组成 胞外信息分子、受体、G蛋白、腺苷酸环化酶 (AC)、 cA

34、MP、蛋白激酶A( PKA)（1） cAMP 的合成与分解PPiATPACMg2+cAMP5-AMP 磷酸二酯酶H2OMg2+第九十三张，PPT共一百三十三页，创作于2022年6月（2）cAMP的作用机理PKA的激活R 调节亚基 C 催化亚基第九十四张，PPT共一百三十三页，创作于2022年6月PKA的作用I. 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。第九十五张，PPT共一百三十三页，创作于2022年6月腺苷酸环化酶ATPcAMP（第二信使） 无活性PKA 有活性PKA ATP Mg 2+ 无活性的磷酸化酶b激酶 有活性的磷酸化酶b激酶-P 无活性的磷酸化酶b 有活性的磷酸

35、化酶a-PATP Mg 2+糖原磷酸化酶的激活与失活肾上腺素受体102104106 糖原 葡萄糖108肾上腺素促进肝糖原分解级联放大效应10-8-10-10mmol/L5mmol/L第九十六张，PPT共一百三十三页，创作于2022年6月受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(CRE)。可与cAMP应答元件结合蛋白 (CREB)相互作用而调节此基因的转录。II. 对基因表达的调节作用第九十七张，PPT共一百三十三页，创作于2022年6月GsACATPcAMPCCRRCC 蛋 白 磷 酸 化RR 2cAMP2cAMPCREBNPi Pi

36、 Pi 转录活化域DNA结合域细胞膜核 膜第九十八张，PPT共一百三十三页，创作于2022年6月结构基因细胞核PiPiPiPiDNA蛋白质第九十九张，PPT共一百三十三页，创作于2022年6月ATPcAMP蛋白激酶A蛋白质或酶磷酸化酶活性改变膜通透性改变基因转录加快蛋白质合成加速信息效应AMP磷酸二酯酶cAMP-蛋白激酶途径总结RGAC第一百张，PPT共一百三十三页，创作于2022年6月Ca2+及肌醇三磷酸作用途径(1) Ca2+ 磷脂依赖性蛋白激酶途径组成细胞外信息分子，受体，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 )第一百零一张，PPT共一百三

37、十三页，创作于2022年6月I. DAG，IP3的生物合成和功能CDP-二酯酰基甘油+肌醇磷脂酰肌醇（IP）PLCIP+ DAG 除PLC能特异性地水解PIP2（磷脂酰肌醇4，5-二磷酸）生成DAG外，还可通过下面途径生成DAG 。磷脂酰胆碱(PC) 磷脂酸(PA)+胆碱 DAG 磷脂酶D(PLD) PIP22ATP第一百零二张，PPT共一百三十三页，创作于2022年6月 IP （短寿命）DAG I+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第一百零三张，PPT共一百三十三页，创作于2022年6月 DAG、IP3的 功 能DAG：在磷脂酰丝氨酸(PS)和Ca2+协同下激

38、活PKCIP3 ：与内质网和肌浆网上的受体结合，促使内质网和肌浆网内 Ca2+释放第一百零四张，PPT共一百三十三页，创作于2022年6月Ca2+ 磷脂依赖性蛋白激酶途径DAGPKCGa2+PS第一百零五张，PPT共一百三十三页，创作于2022年6月II. PKC 的结构与生理功能结构： 其氨基酸序列有四个保守区（C1、C2、C3、C4 )和可变区（），分为调节域和催化域。C1：富含 Cys，DAG、 结合部位C2：Ca2+ 结合部位 调节域C3：ATP 结合部位C4：结合底物并进行磷酸化转移的场所 催化域第一百零六张，PPT共一百三十三页，创作于2022年6月 PKC的生理功能 调节代谢活化

39、的PKC引起一系列靶蛋白的丝 、苏氨酸残基磷酸化而改变功能蛋白的活性和性质, 影响细胞内信息的传递,启动一系列生理、生化反应。靶蛋白包括： 质膜受体、膜蛋白和多种酶。第一百零七张，PPT共一百三十三页，创作于2022年6月 对基因表达的调节作用 PKC能使立早基因（immediate-early gene）的反式作用因子磷酸化，加速立早基因的表达。立早基因多数为细胞原癌基因（如c-fos、AP1/jun），它们表达的蛋白质寿命短暂（半寿期为1-2小时）具有跨越核膜传递信息之功能，因此称为第三信使。 第三信使受磷酸化修饰后，最终活化晚期反应基因并导致细胞增生或核型变化。促癌剂-佛波酯（phorb

40、ol ester，由巴豆油转变生成的多聚环状醇）正是作为PKC的强激活剂而引起细胞持续增生，诱导癌变。 佛波酯类似于DAG的作用，但又不像DAG那样易于降解，所以其激活作用是持久的。第一百零八张，PPT共一百三十三页，创作于2022年6月(2) Ca2+钙调蛋白依赖性蛋白激酶途径受体、G蛋白、PLC、IP3、Ca2+、钙调蛋白、CaM激酶( Ca2+ CaM激酶途径 )钙调蛋白(CaM)有四个Ca2+结合位点。与Ca2+一起激活CaM依赖的蛋白激酶，磷酸化多种功能蛋白质（丝、苏氨基酸残基）。组成第一百零九张，PPT共一百三十三页，创作于2022年6月EF手基序钙调蛋白的钙结合位点的螺旋区-泡区

41、-螺旋区结构 Ca2+ Ehelix FhelixEFEF手基序第一百一十张，PPT共一百三十三页，创作于2022年6月为什么自然界选择Ca2+受介入如此多的生理反应的信号传递过程？ 细胞内 Ca2+ 可以大幅度变化 含有结和钙的磷酸酯 排挤Ca2+的运输系统 蛋白质上带负电的氧（Glu,Asp侧链)和 不带电荷的氧（主链羰基氧）易于结合Ca2+ 第一百一十一张，PPT共一百三十三页，创作于2022年6月 受体 Gp磷脂酶CDAG内质网钙调蛋白（CaM）Ca2+-CaM PKCDAG-PKC特异性钙调蛋白激酶 多功能钙调蛋白激酶 蛋白质磷酸蛋白质其他蛋白质生理效应Ca2+依赖性蛋白激酶途径总结

42、代谢变化IP3Ca2+Ca2+PIP2质膜胞浆胞外Ligand第一百一十二张，PPT共一百三十三页，创作于2022年6月 与配体结合后具有酪氨酸蛋白激酶活性，既可导致受体自身磷酸化,又可催化底物蛋白的特定酪氨酸残基磷酸化，如胰岛素受体IGF-R 表皮生长因子受体(EGF-R)。与配体结合后，可与酪氨酸蛋白激酶偶联而表现出酶活性，如生长激素受体、干扰素受体。非酪氨酸蛋白激酶受体型酪氨酸蛋白激酶受体型（催化型受体）(3) 单个跨膜螺旋受体第一百一十三张，PPT共一百三十三页，创作于2022年6月 含TPK结构域的受体EGF:表皮生长因子 IGF-1:胰岛素样生长因子PDGF:血小板衍生生长因子 F

43、GF:成纤维细胞生长因子第一百一十四张，PPT共一百三十三页，创作于2022年6月 当配体与单跨膜螺旋受体结合后，催化型受体大多数发生二聚化，二聚体的酪氨酸蛋白激酶(TPK)被激活，彼此使对方的某些酪氨酸残基磷酸化，这一过程称为自身磷酸化。该型受体与细胞的增殖、分化、分裂及癌变有关。 自身磷酸化第一百一十五张，PPT共一百三十三页，创作于2022年6月第一百一十六张，PPT共一百三十三页，创作于2022年6月* 受体跨膜区由2226个氨基酸残基构成一个-螺旋，高度疏水。 * 胞外区为配体结合部位。 * 胞内区为酪氨酸蛋白激酶功能区（又称SH1） 位于C末端，包括ATP结合和底物结合两个功能区。

44、 受体结构第一百一十七张，PPT共一百三十三页，创作于2022年6月* 该受体的下游常含有 SH2结构域:能与酪氨酸残基磷酸化的多肽链结合 SH3结构域:能与富含脯氨酸的肽段结合 PH结构域(pleckstrin homology domain): 识别具有磷酸化的丝氨酸和苏氨酸的短肽，并能与G蛋白的复合物结合 ,还能与带电的磷脂结合。 第一百一十八张，PPT共一百三十三页，创作于2022年6月活化酪氨酸激酶途径 第一百一十九张，PPT共一百三十三页，创作于2022年6月 几种癌基因（oncogenes）也编码具有酪氨酸激酶活性的生长因子或受体。 e.g. 逆病毒v-sis癌基因编码产生的蛋白质可能是通过诱导PDGF受体的酪氨酸激酶活性，促进细胞生长。 病毒型erb-B基因编码产物是一个截短的表皮生长因子受体蛋白的蛋白质，它缺乏胞外部分，失去调控序列，永远具有酪氨酸激酶活性，而成为致癌分子。第一百二十张，PPT共一百三十三页，创作于2022年6月 受体的结构（二）胞内受体位于细胞浆和细胞核中的受体，全部为DNA结合蛋白。 高度可变区: 位于N端，具有转录激活功能 DNA结合区: 含有两个锌指结构 激素结合区: 位于C端，结合激素、