生物化学教学课件：7 hormones激素

Chapter7Hormones

第七章激素

生物体内特殊组织或腺体产生的，直接分泌到体液中，通过体液运送到特定作用部位，从而引起特殊激动效应（调节控制各种物质代谢或生理功能）的一群微量的有机化合物。或在动植物体内由细胞产生的、其量甚少的、有机体的新陈代谢中起调节作用的一类有机物质。1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234含氮激素（蛋白质、多肽、氨基酸衍生物）甾醇（固醇）类激素脂肪酸衍生物激素（前列腺素）激素的化学本质高等动物激素的化学本质和主要生理功能见p225表7-15含氮激素（一）

——氨基酸衍生物类激素肾上腺素p215对心脏、血管起作用促进分解代谢作用cAMP在肾上腺素生物学功能中的作用肾上腺素在促进糖原分解中的级联放大作用6多巴酪氨酸多巴胺去甲肾上腺素7交感神经和中枢神经分泌肾上腺髓质分泌8基本化学结构是β-苯乙胺

3CHCHNαβ12456拟肾上腺素药都是胺类，与交感神经兴奋的效应相似，故又称拟交感胺。肾上腺素、去甲肾上腺素、异丙肾上腺素、多巴胺等在苯环3，4位上有羟基，形成儿茶酚，所以这些药物又称儿茶酚胺类药物。HOHO910肾上腺素受体

α受体突触后膜：α1受体:(1)血管收缩

(2)瞳孔扩大突触前膜:α2受体：抑制递质NA释放β受体突触后膜β1

受体:心脏兴奋β2

受体:支气管扩张,

骨骼肌血管扩张突触前膜:促进递质释放1112生理上的活性和应用受体阻断剂受体激动剂α受体β受体去肾上腺素：血管收缩肾上腺素：兴奋心脏β1受体心脏骤停、过敏性休克、支气管哮喘（β1和β2受体）高血压、心绞通、心律失常甲亢、青光眼降压作用、充血性心力衰竭13代谢上的活性应急能力：肾上腺素对糖代谢的作用很大，起到升高血糖的作用饥饿、战争、受惊吓…因此，受体的阻断也可能导致血糖低14甲状腺激素p214甲状腺分泌的激素：甲状腺素三碘甲状腺原氨素IIHOOIICH2CHCOOHNH2甲状腺激素15甲状腺球蛋白16甲状腺激素的生理功能产热效应糖、脂肪、蛋白质代谢对神经系统的影响对心血管系统的影响对消化系统的影响水、电解质、维生素等17促甲状腺激素18含氮激素（二）——多肽及蛋白质激素（一）下丘脑激素

促甲状腺激素释放激素、生长素释放激素、促性腺激素释放激素、促黑激素释放激素（二）脑垂体激素

垂体前叶激素：生长素、促甲状腺激素、促肾上腺皮质激素、卵泡刺激素、黄体生成素、催乳素

垂体中叶激素：促黑色色细胞素

垂体后叶激素：催产素和加压素

19胰岛素p220Whatisinsulin?

PhysiologicEffectsofInsulin——高生物活性肽（三）胰岛激素20胰岛素的生理功能提高组织摄取葡萄糖的能力抑制肝糖原的分解促进肝糖原和肌糖原的合成betacellsandeffectsofinsulin21胰岛素原胰岛β细胞

胰岛素原

胰岛素Arg-ArgLys-Arg22胰岛素的受体结构胰岛素受体是糖蛋白,由两个α链和β链通过三个二硫键组成23胰高血糖素p220

胰岛α—细胞分泌的多肽激素胰高血糖素的受体是脂蛋白具有增高血糖含量的效应Glucagonalphacellsandeffectsofglucagon2425（四）甲状旁腺激素

甲状旁腺素

降钙素

（五）其他多肽及蛋白质激素

胃泌素、促胰液素、胆囊收缩素—肠胰酶素、胃动素、胸腺素2627甾醇类激素28甾醇类激素肾上腺皮质激素性激素雌烃雄烃孕烃29肾上腺皮质激素（p221）糖皮质激素抑制糖的氧化调节糖代谢盐皮质激素保留钠、排除钾调节水、盐代谢3031脂肪族激素前列腺素花生四烯酸环氧合酶代谢产物体内分布广泛，功能各异。如：PGE2和PGI2具有扩血管作用

PGF2和PGD2可使支气管平滑肌收缩

增加炎症效应——阿司匹林消炎32机理：通过促进、抑制cAMP的生成而影响激素作用如：前列腺素对脂解的抑制作用33昆虫激素昆虫的内激素返幼激素蜕皮激素脑激素昆虫外激素昆虫性外激素“母蜂物质”等其它34植物激素植物生长素提高植物存活率35赤霉素促进高等植物的发芽、生长、开花和结实36细胞分裂素促进细胞分裂和分化37脱落酸植物生长抑制剂促使植物离层细胞成熟38乙烯降低植物生长速度催促果实早熟合成的植物生长调节剂39激素的作用机理

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？40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。

41受体的功能和结构①受体—离子通道型②受体—G蛋白—效应蛋白型③受体—酪氨酸蛋白激酶型④受体—转录因子型42①受体—离子通道型受体本身构成离子通道，当其结合域与配体（激素）结合后，受体变构，使通道开放或关闭，引起或切断离子流动，从而传递信号。例如：阳离子通道：乙酰胆碱受体、五羟色胺阴离子通道：甘氨酸和γ－氨基丁酸

神经元的乙酰胆碱受体，由5个亚基在细胞膜内呈五边形排列，围成离子通道壁。当它与乙酰胆碱结合时，膜通道开放，膜外阳离子（Na+为主）内流，引起突触后膜电位变化。43当机体的免疫系统生成了乙酰胆碱抗体后，会破坏了乙酰胆碱受体使其数量减少而使肌肉接收不到足够强信号而瘫痪，临床上则表现为肌无力的症状。

444546G蛋白耦联型受体

G蛋白耦联型受体为7次跨膜蛋白；通过与G蛋白耦联，调节相关酶活性，在细胞内产生第二信使；G蛋白耦联型受体包括多种神经递质、肽类激素和趋化因子的受体；在味觉、视觉和嗅觉中接受外源理化因素的受体亦属G蛋白耦联型受体。②受体—G蛋白—效应蛋白型47②受体—G蛋白—效应蛋白型三聚体GTP（三磷酸鸟苷）结合调节蛋白简称G蛋白，由α、β、γ三个亚基组成。G蛋白在信号转导过程中起着分子开关的作用：（1）当α亚基与GDP结合时处于关闭状态；（2）与GTP结合时处于开启状态；（3）α亚基具有GTP酶活性，能催化GTP水解，恢复无活性的三聚体状态。48G蛋白的种类G蛋白：GTP结合蛋白，依赖于GTP的调节蛋白。

α－亚基：45KDβ－亚基：35KDγ－亚基：7KDαβγGDPG－GDP（无活性状态）GTPαG－GTP（活性状态）βγGβγGTPGDPPiH2O49与GDP结合时处于关闭状态与GTP结合时处于开启状态催化ATP水解，恢复无活性的三聚体状态50由G蛋白耦联受体所介导的细胞信号

①受体；②调节蛋白；③腺苷酸环化酶:糖蛋白，跨膜12次。在Mg或Mn的存在下，腺苷酸环化酶催化ATP生成cAMP④蛋白激酶A二级信使⑤环腺苷酸磷酸二酯酶主要包括：cAMP信号通路和磷脂酰肌醇信号通路51蛋白激酶A

两个催化亚基和两个调节亚基组成

催化亚基可使细胞内某些蛋白的丝氨酸或苏氨酸残基磷酸化。52环腺苷酸磷酸二酯酶

53（一）膜受体通过腺苷酸环化酶作用途径反应快（几分钟），生成cAMP，cAMP起信息的传递和放大作用

大部分含氮激素：

肾上腺素、胰高血糖素激素→G蛋白耦联受体→G蛋白→腺苷酸环化酶→cAMP→依赖cAMP的蛋白激酶A→基因调控蛋白→基因转录

54G蛋白ATPcAMP无活性的蛋白激酶有活性的蛋白激酶蛋白质磷酸化酶酶或蛋白质酶－或蛋白质－PPPi磷酸酶生理效应第二信使级联放大作用551、激素与受体结合2、G蛋白的活化3、环化酶的激活4、蛋白激酶的激活5、各功能单位相应的反应5657cAMP信号与糖原降解58cAMP信号与基因表达

59详见王镜岩主编的《生物化学》p574

（二）钙及肌醇三磷酸作用途径激素通过结合到细胞表面的受体上，激活G蛋白，G蛋白开启磷酸肌醇酶的催化活性，催化磷酯酰肌醇4,5-二磷酸产生二酰基甘油和肌醇三磷酸。

二酰基甘油进一步活化蛋白激酶C，促使靶蛋白质中苏氨酸和丝氨酸残基磷酸化，最终改变一系列酶的活性；

肌醇三磷酸则作用于内质网膜受体，打开Ca2+通道，升高细胞质内Ca2+浓度，改变钙调蛋白和其他的钙传感器的构象，使之变得更易于与其靶蛋白质结合，改变靶蛋白质的生物活性，从而完成激素的磷酸肌醇级联放大作用，在多种细胞内引起广泛的生理效应。60R

G蛋白磷脂酶

CDGPKCIP4IP3HCa↑

内质网磷脂酰肌醇途径

PIP2：磷脂酰肌醇-4,5-二磷酸DG：二脂酰甘油IP3：肌醇-1，4，5-三磷酸IP4：肌醇-1，3，4，5-四磷酸

PIP2使酶的活性发生改变酶－或蛋白质－酶或蛋白质PP改变钙调蛋白及其他钙传感器的构象→

产生生理效应磷酸肌醇酶二酰基甘油6162视紫红质（rhodopsin,Rh）为7次跨膜蛋白，含一个11顺-视黄醛。光照使Rh视黄醛的构象变为反式，Rh分解为视黄醛和视蛋白。构象改变的视蛋白激活G蛋白，G蛋白激活cGMP磷酸二酯酶，将细胞中的cGMP水解。从而关闭钠通道，引起细胞超极化，产生视觉。可见胞内cGMP水平下降的负效应信号起传递光刺激的作用。

63③受体—酪氨酸蛋白激酶型受体酪氨酸激酶胞外区是结合配体结构域，配体是可溶性或膜结合的多肽或蛋白类激素，包括胰岛素和多种生长因子。胞内段是酪氨酸蛋白激酶的催化部位，并具有自磷酸化位点64活化酪氨酸激酶途径

65反应慢（几小时甚至几天）——激素的受体是结合着DNA的某些蛋白质，激素结合到受体上，受体就转变成一种转录的增强子（转录增强物），于是特定的基因就得到扩增地表达。

eg.甾醇类激素Actionofsteroidhormone（三）受体的酪氨酸激酶途径（四）固醇类激素受体调节基因转录速度p580结合酪氨酸激酶的受体——激活酶活性，使其残基磷酸化，酪氨酸的磷酸化又进一步促进酪氨酸激酶的活性

eg.胰岛素、表皮生长因子详见王镜岩主编的《生物化学》p57766HH类固醇激素RHRHR′核膜HR′mRNAmRNA酶蛋白激素诱导酶的合成

67受体的功能和结构①受体—离子通道型②受体—G蛋白—效应蛋白型③受体—酪氨酸蛋白激酶型④受体—转录因