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第七章激素及其作用機(jī)制第七章激素及其作用機(jī)制22第一節(jié)概述根據(jù)作用距離分:
內(nèi)分泌激素:分泌之激素經(jīng)血流作用于遠(yuǎn)距離靶細(xì)胞;
旁分泌激素:其分泌激素只作用于鄰近細(xì)胞;
自分泌激素:分泌激素只作用于自身細(xì)胞。一、定義激素hormone:內(nèi)分泌腺以及具有內(nèi)分泌功能的組織產(chǎn)生的微量化學(xué)信息分子.第一節(jié)概述根據(jù)作用距離分:一、定義二、激素的特性
1.合成的可調(diào)控性:
其合成速度和合成量受機(jī)體生理狀態(tài)、機(jī)體內(nèi)外環(huán)境改變而調(diào)控;
在特定組織(細(xì)胞)合成,儲(chǔ)存于特定部位;
2.作用特異性:
一種激素只專一地使一類或一種細(xì)胞產(chǎn)生特定的生理效應(yīng);
通過靶細(xì)胞存在的特異受體識(shí)別其來實(shí)現(xiàn)
3.作用微量性:
靶細(xì)胞產(chǎn)生效應(yīng)所需激素量很少,且激素與其結(jié)合的特異受體親和力很高;二、激素的特性4.分泌的可調(diào)控性
嚴(yán)謹(jǐn)性,多級調(diào)控5.作用通過中間介質(zhì):
激素作用于靶細(xì)胞并不直接引起生理效應(yīng),通過一系列中間介質(zhì)的參與完成級聯(lián)放大效應(yīng);6.作用的“快”和“慢”反應(yīng):
快反應(yīng):一些激素作用于靶細(xì)胞后,在較短時(shí)間內(nèi)其生理效應(yīng)就顯現(xiàn)出來的現(xiàn)象,作用時(shí)間短;(酶的快速調(diào)節(jié))
慢反應(yīng):激素作用于靶細(xì)胞后,需較長時(shí)間潛伏才產(chǎn)生生理效應(yīng)的現(xiàn)象,效應(yīng)持續(xù)時(shí)間長;(酶的慢速調(diào)節(jié))
7.脫敏:
激素長時(shí)間作用于靶細(xì)胞時(shí),靶細(xì)胞會(huì)產(chǎn)生一種降低其自身對激素應(yīng)答強(qiáng)度的傾向,此現(xiàn)象--激素的脫敏作用。4.分泌的可調(diào)控性三、激素的化學(xué)本質(zhì)和分類
以化學(xué)本質(zhì)分:
AA衍生物類、蛋白質(zhì)多肽類、甾體類、脂肪酸衍生物類1.AA衍生物(1)甲狀腺素T3/T4
(2)酪氨酸衍生物兒茶酚胺類:多巴胺(腦),(腎上腺髓質(zhì))腎上腺素,去甲腎上腺素。黑色素(黑色素細(xì)胞)
2.蛋白質(zhì)或多肽類下丘腦、垂體分泌激素多屬肽及蛋白質(zhì)胰島及胎盤等分泌激素也屬多肽或蛋白質(zhì)三、激素的化學(xué)本質(zhì)和分類以化學(xué)本質(zhì)分:1.AA衍生物3.甾醇類膽固醇為原料:
腎上腺皮質(zhì)球狀帶細(xì)胞-睪丸酮束狀帶細(xì)胞-皮質(zhì)醇網(wǎng)狀帶細(xì)胞-雄激素;
睪丸間質(zhì)細(xì)胞-睪丸酮;卵巢的卵泡細(xì)胞及黃體-雌二醇及孕酮4.脂衍生物類前列腺:前列腺素PG,A-I等9型血小板:血栓噁烷TXA2
白細(xì)胞:白三烯LTs(D、C、B、E型)生物化學(xué)課件-第7章:激素以溶解性質(zhì)分:水溶性激素、脂溶性激素特征脂溶性激素水溶性激素固醇類、甲狀腺素肽類激素、腎上腺素合成后儲(chǔ)存少見儲(chǔ)存結(jié)合蛋白存在少見半衰期長短受體胞質(zhì)/胞核胞膜作用機(jī)制直接間接以溶解性質(zhì)分:水溶性激素、脂溶性激素特征脂溶性激素水溶性第二節(jié)主要激素的化學(xué)與生理生化功能第二節(jié)主要激素的化學(xué)與生理生化功能下丘腦分泌激素:
激素簡稱英文化學(xué)本質(zhì)生理效應(yīng)促腎上腺皮質(zhì)激素釋放因子CRFCorticotropinreleasingfactor(RF)9~11肽促進(jìn)或抑制相應(yīng)促激素或激素的分泌促黃體生成激素釋放因子LRFLuteinizinghormoneRF10肽促卵泡激素釋放因子FRF多肽生長激素釋放因子GRF多肽生長激素釋放抑制因子GRIF14肽催乳激素釋放因子PRF多肽促黑色細(xì)胞激素釋放因子MRF多肽促黑色細(xì)胞激素釋放抑制因子MRIF多肽促甲狀腺激素釋放因子TRF三肽
激素釋放因子或促激素釋放因子、激素釋放抑制因子或促激素釋放抑制因子調(diào)節(jié)腦垂體相應(yīng)激素分泌或促激素分泌下丘腦分泌激素:激素簡稱英文化學(xué)本質(zhì)生生物化學(xué)課件-第7章:激素生物化學(xué)課件-第7章:激素胃腸激素:促胃液素、胰泌素、膽囊收縮素、激肽胃腸激素:促胃液素、胰泌素、膽囊收縮素、激肽第三節(jié)激素作用機(jī)制
多細(xì)胞生物體能夠生存并行使功能,其細(xì)胞需協(xié)調(diào),細(xì)胞間的應(yīng)答(通訊)完成協(xié)調(diào)信號(hào)分子(一個(gè)細(xì)胞提供)接受器(受體)(另一細(xì)胞)
通過信號(hào)應(yīng)答轉(zhuǎn)換系統(tǒng),轉(zhuǎn)變?yōu)榧?xì)胞內(nèi)信號(hào),細(xì)胞應(yīng)答—生理學(xué)效應(yīng)第三節(jié)激素作用機(jī)制多細(xì)胞生物體能夠生存并行一、受體(一)受體receptor
細(xì)胞組成的一類生物大分子,能夠特異識(shí)別并結(jié)合有生物活性化學(xué)信號(hào)分子?;瘜W(xué)本質(zhì):主要是蛋白質(zhì)(糖蛋白);糖脂也有作為受體,如霍亂毒素破傷風(fēng)毒素的受體為神經(jīng)節(jié)苷脂(二)配體:Ligand
對受體具有選擇性結(jié)合能力,結(jié)合后使該細(xì)胞產(chǎn)生特定生物效應(yīng)的生物活性化學(xué)信號(hào)分子。激動(dòng)劑,拮抗劑受體存在兩種活性結(jié)構(gòu)具不同作用正向活性構(gòu)象—激動(dòng)劑;反向活性構(gòu)象—拮抗劑;效應(yīng)相反功能:識(shí)別特異信號(hào)(配體);識(shí)別接收信號(hào),準(zhǔn)確無誤地放大并傳遞到細(xì)胞內(nèi)部,啟動(dòng)一系列的級聯(lián)反應(yīng),導(dǎo)致細(xì)胞生物學(xué)效應(yīng)一、受體(一)受體receptor(二)配體:Ligand功(二)受體-配體結(jié)合的特性1.結(jié)合的飽和性配體與受體的結(jié)合具有飽和性.配體增加到一定水平,所有受體都被配體所占據(jù)時(shí)達(dá)到飽和,增加配體結(jié)合數(shù)并不增加—飽和狀態(tài)靶細(xì)胞上特定受體數(shù)目會(huì)變化(調(diào)節(jié)作用)
2.結(jié)合的高親和力3.結(jié)合的高度專一性同工受體isoreceptor:具有結(jié)構(gòu)和功能上區(qū)別的幾種受體均能識(shí)別并結(jié)合同一配體,此類受體稱之~.4.結(jié)合的可逆性非共價(jià)鍵,可結(jié)合并解離(原形)5.結(jié)合的生物學(xué)效應(yīng):導(dǎo)致靶細(xì)胞產(chǎn)生特殊的生物學(xué)效應(yīng)
10-9mol/L的激素可使靶細(xì)胞內(nèi)代謝物的濃度發(fā)生106倍的變化(巨大)6.體外重組功能的再現(xiàn)性(二)受體-配體結(jié)合的特性1.結(jié)合的飽和性三、受體的分類共性:活性部位:識(shí)別并結(jié)合配體的部位;負(fù)責(zé)應(yīng)答的功能部位(一)細(xì)胞膜受體配體分子多為親水性的生物大分子靶細(xì)胞膜上受體偶聯(lián)的效應(yīng)器:
G蛋白、細(xì)胞膜離子通道、受體的胞內(nèi)激酶活性域、胞內(nèi)激酶分子等,引起快速效應(yīng)
(二)細(xì)胞內(nèi)受體信號(hào)分子為脂溶性,或小分子、氣體分子此類受體進(jìn)入細(xì)胞核,作用位點(diǎn)在細(xì)胞染色體上的DNA分子—核受體引起長期效應(yīng)三、受體的分類共性:
(一)G蛋白偶聯(lián)受體
Gprotein-linkedreceptors
這類受體需與G蛋白偶聯(lián),才能使靶細(xì)胞內(nèi)產(chǎn)生第二信使,將配體作用的信號(hào)傳至胞內(nèi)。
受體結(jié)構(gòu)特征:一條跨膜多肽,其中心疏水區(qū)域形成七次跨膜。N端在胞外,為配體結(jié)合結(jié)構(gòu)域,C端在胞內(nèi),胞內(nèi)部分(環(huán)3)有與G蛋白結(jié)合結(jié)構(gòu)域。四、膜受體類型(一)G蛋白偶聯(lián)受體受體結(jié)構(gòu)特征:四、膜受體類型G蛋白:鳥苷酸結(jié)合蛋白由αβγ亞基組成異源三聚體非活性形式:αβγ-GDP
活性形式:α-GTP、
βγ解離
配體受體復(fù)合物使G蛋白從無活性形式轉(zhuǎn)變?yōu)榛钚孕问健?/p>
G蛋白本身具GTPase活性,當(dāng)G蛋白活化時(shí)即被激活,緩慢將GTP水解,本身“滅活”。重新構(gòu)建成三聚體。
已發(fā)現(xiàn)20多種類型的α亞基和β、γ亞基,可形成上百種組合的三聚體P196表7-5G蛋白:鳥苷酸結(jié)合蛋白配體受體復(fù)合物使G蛋白從無(二)離子通道受體共同特點(diǎn):多亞基組成受體/離子通道復(fù)合體。有配體(信號(hào))接受部位,本身又是離子通道。接受配體刺激后,通道開放或關(guān)閉,導(dǎo)致離子跨膜流動(dòng),使靶細(xì)胞產(chǎn)生生物效應(yīng).配體門控離子通道:
AchR,GABAR,AA受體;電壓門控離子通道:電壓敏感。(二)離子通道受體共同特點(diǎn):(三)具有內(nèi)在酶活性的受體特點(diǎn):受體本身為具有跨膜結(jié)構(gòu)的酶蛋白。胞外結(jié)構(gòu)域與配體結(jié)合后,通過胞內(nèi)側(cè)激酶的激活,反應(yīng)產(chǎn)生生理效應(yīng)。(三)具有內(nèi)在酶活性的受體特點(diǎn):受體本身為具有跨膜結(jié)構(gòu)的酶蛋1.受體酪氨酸蛋白激酶系統(tǒng)受體特點(diǎn):本身具有酪氨酸蛋白激酶活性
動(dòng)物細(xì)胞生長因子等及胰島素受體受體分子結(jié)構(gòu)細(xì)胞膜外域—配體結(jié)合區(qū);細(xì)胞內(nèi)側(cè)具有酪氨酸蛋白激酶活性的結(jié)構(gòu)區(qū);跨膜結(jié)構(gòu)區(qū)—連接上兩結(jié)構(gòu)區(qū)1.受體酪氨酸蛋白激酶系統(tǒng)受體特點(diǎn):受體分子結(jié)構(gòu)此系統(tǒng)激活機(jī)制:
在沒有配體存在的情況下,受體為單體且胞內(nèi)側(cè)無激酶活性;配體激活受體:配體使得受體多聚化(二聚化)→酪氨酸蛋白激酶激活,自身磷酸化(受體間特異的酪氨酸被磷酸化)受體被激活后,激酶信號(hào)由兩條途徑傳導(dǎo):①磷酸化下游靶分子(酪氨酸殘基)②建立特異識(shí)別磷酸化殘基的蛋白質(zhì)的信號(hào)傳導(dǎo)復(fù)合物此系統(tǒng)激活機(jī)制:在沒有配體存在的情況下,受體為單體24圖6-15受體酪氨酸蛋白激酶的激活受體酪氨酸蛋白激酶的激活—配體與受體結(jié)合,引起受體的二聚化及自身磷酸化。24圖6-15受體酪氨酸蛋白激酶的激活受體酪氨酸蛋白激酶2.受體絲氨酸/蘇氨酸蛋白激酶系統(tǒng)
受體激活需多聚化(同前),
激活可使靶蛋白的絲氨酸/蘇氨酸殘基磷酸化
配體+II型受體—征集I型受體,對絲氨酸磷酸化而被激活,再磷酸化下游靶分子;
配體+I型受體而激活
雙功能蛋白激酶:
即使絲/蘇氨酸磷酸化,亦使酪氨酸磷酸化2.受體絲氨酸/蘇氨酸蛋白激酶系統(tǒng)受體激活需多聚化3.受體鳥氨酸環(huán)化酶系統(tǒng)GuanylatecyclaseGC亦稱蛋白激酶G系統(tǒng)以cGMP為第二信使,激活PKG,為絲/蘇氨酸激酶,激活后使靶分子上特異絲/蘇氨酸磷酸化,產(chǎn)生生物學(xué)效應(yīng)4.受體NOS(一氧化氮合酶)系統(tǒng)NOSArg+O2+NADPH+H+
→瓜氨酸+NO+H2O+NADP+
NOS:兩個(gè)亞基組成原生型:內(nèi)皮細(xì)胞、腦組織中,已存在(依賴Ca++-CaM)
誘導(dǎo)型:特殊條件下,基因才誘導(dǎo)表達(dá)(細(xì)胞因子,細(xì)菌內(nèi)毒素LPS)3.受體鳥氨酸環(huán)化酶系統(tǒng)Guanylate27
非受體TPK一般存在于細(xì)胞漿和胞內(nèi)顆粒性組分中,分子量在40~120kDa左右,廣泛存在于各組織細(xì)胞中,在細(xì)胞因子受體的信號(hào)傳遞中發(fā)揮重要作用。SH2、SH3及PH結(jié)構(gòu)是大多數(shù)信號(hào)傳遞蛋白特有的結(jié)構(gòu),它們既能與其它上游或下游信號(hào)分子結(jié)合,又能使TPK激活,從而傳遞信息。(四)非受體型酪氨酸蛋白激酶的分類及結(jié)構(gòu)27非受體TPK一般存在于細(xì)胞漿和胞內(nèi)顆粒性組第四節(jié)細(xì)胞膜受體作用機(jī)制第一信使:信息分子(多為肽類激素)第二信使:將激素信號(hào)轉(zhuǎn)換為某種細(xì)胞內(nèi)化學(xué)成分。
Ca++、cAMP、IP3、DAG、神經(jīng)酰胺、花生四烯酸、NO等第四節(jié)細(xì)胞膜受體作用機(jī)制第一信使:信息分子(多為肽類一、通過第二信使介導(dǎo)的信號(hào)傳導(dǎo)(一)G蛋白偶聯(lián)產(chǎn)生的第二信使
Gα-GTP(亦有βγ二聚體)對效應(yīng)器發(fā)揮作用。
1.腺苷酸環(huán)化酶(AC)系統(tǒng)激素與受體結(jié)合后,引起靶細(xì)胞膜上AC,AC催化ATP分解生成cAMP,cAMP作為第二信使,產(chǎn)生生理效應(yīng)。
組成:受體、G-調(diào)節(jié)蛋白、腺苷酸環(huán)化酶(AC)
GTP-α為活化形式;
GDP-αβγ為無活性狀態(tài)。一、通過第二信使介導(dǎo)的信號(hào)傳導(dǎo)
基本過程:
Adr(信息分子)
GsAdr-R
α-GTP、βγ
AC(腺苷酸環(huán)化酶)
ATPcAMPcAMP依賴蛋白激酶(PKA)
靶蛋白磷酸化(ser/thr)
生物學(xué)效應(yīng)(升高血糖)
(酶、膜蛋白磷酸化,轉(zhuǎn)錄因子磷酸化調(diào)節(jié)基因轉(zhuǎn)錄)基本過程:
Gs蛋白活化后,激活A(yù)C,產(chǎn)生cAMP,激活A(yù)激酶Gs蛋白活化后,激活A(yù)C,產(chǎn)生cAMP,激活A(yù)激酶32GsACATPcAMPCCRRCC
蛋白磷酸化RR2cAMP2cAMPCREBNPiPiPi
轉(zhuǎn)錄活化域DNA結(jié)合域細(xì)胞膜核膜cAMP-蛋白激酶途徑32GsACATPcAMPCCRRCC蛋白磷酸化RATPcAMPPKA(無活性)PKA(有活性)Gs第一信使+受體(胞膜)AC細(xì)胞內(nèi)特異靶蛋白磷酸化細(xì)胞表現(xiàn)生物學(xué)活性cAMP-PKA通路ATPcAMPPKAPKAGs第一信使+受體(胞膜)AC細(xì)胞2.磷脂酰肌醇系統(tǒng)
第二信使:甘油二酯DAG肌醇三磷酸IP3(促鈣釋放)過程:
“TSH-R”PIP2Gp
PLC(磷脂酶C)
DAG
+I(xiàn)P3
PKC(Ca++等)〔Ca++〕胞漿升高
Ca-CAM
CAMK
靶蛋白磷酸化生理學(xué)效應(yīng)膜受體-磷脂酰肌醇和Ca++級聯(lián)反應(yīng)2.磷脂酰肌醇系統(tǒng)膜受體-磷脂酰肌醇和Ca++級聯(lián)生物化學(xué)課件-第7章:激素(二)第二信使-Ca++
Ca++來源:胞外,內(nèi)質(zhì)網(wǎng)Ca++的作用:通過鈣調(diào)蛋白(CAM)激活CAMK(激酶)(三)第二信使-環(huán)核苷酸(四)第二信使-NONO→GC→cGMP→PKA→平滑肌松弛Gs(Gi)cAMPGCNOcGMP血管內(nèi)皮細(xì)胞中Hb(NO)巨噬細(xì)胞中與氧負(fù)離子形成自由基,殺死細(xì)菌(二)第二信使-Ca++Ca++來源:胞外,內(nèi)質(zhì)網(wǎng)(三)第G-pAch,組胺,Adr,TSHGPCRPLCβPIP2IP3DAGCa++PKC細(xì)胞反應(yīng)CAMPKCAMCa++PS磷脂與Ca2+-蛋白激酶通路G-pAch,組胺,Adr,TSHGPCRPLCβPIP2INOGCPKG
蛋白質(zhì)磷酸化使有關(guān)蛋白或酶類的絲、蘇氨酸殘基磷酸化依賴cGMP的蛋白激酶(PKG)GCG蛋白GTPcGMP激素R胞膜或受體本身為鳥氨酸環(huán)化酶,不通過G蛋白介導(dǎo)NOGCPKG蛋白質(zhì)磷酸化使有關(guān)蛋白或酶類的絲、蘇氨酸殘基二、通過相關(guān)蛋白激酶的信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)
(胞內(nèi)的靶蛋白)(一)酪氨酸蛋白激酶酪氨酸蛋白激酶proteintyrosinekinasePTK
受體酪氨酸激酶RTK
非受體酪氨酸蛋白激酶(二)絲/蘇氨酸蛋白激酶S/T-PK
受體S/T-PK,PKA,PKC,PKG,依賴于CaM-Ca2+的蛋白激酶,依賴DNA的蛋白激酶,有絲分裂原激活蛋白激酶,MOS/Raf蛋白激酶等(三)其他蛋白激酶半胱氨酸激酶;Arp/Glu激酶;His/Lys/Arg激酶等等
二、通過相關(guān)蛋白激酶的信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)
(胞內(nèi)的靶蛋白)(三、有絲分裂原激活蛋白激酶的信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)有絲分裂原激活蛋白激酶MAPKmitogen-activatedproteinkinase
為絲/蘇氨酸激酶配體信號(hào):細(xì)胞因子/生長因子/神經(jīng)遞質(zhì)/激素(一)Ras蛋白家族小G蛋白三、有絲分裂原激活蛋白激酶的信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)有絲分裂原激活蛋白激酶MEGF、PDF等具TPK活性的受體GRB2PSOSPras-GTPPraf調(diào)節(jié)其他蛋白活性MAPKKKPMAPKKMAPKPPP細(xì)胞核反式作用因子調(diào)控基因表達(dá)細(xì)胞膜二聚化(SH2)(SH3)(Pro)(二)Raf蛋白(三)MAPK2蛋白和MAPK蛋白
MAPK2為雙特異性激酶(MAPK蛋白上Thr,tyr雙磷酸化而激活)EGF、PDF等具TPK活性的受體GRB2PSOSPr四、靶細(xì)胞對配體信號(hào)的反應(yīng)
靶細(xì)胞為信息加工整合的中心,它表面的外界信息被轉(zhuǎn)換成為相應(yīng)活性的不同分子的合成和激活。當(dāng)靶細(xì)胞不再接受配體信號(hào)的刺激時(shí),靶細(xì)胞又恢復(fù)到它原始環(huán)境下的平衡的生理狀態(tài)四、靶細(xì)胞對配體信號(hào)的反應(yīng)靶細(xì)胞為信息加工整合的(二)細(xì)胞內(nèi)受體甾體類激素受體存在于胞漿或胞核內(nèi)。甲狀腺素,胰島素等受體亦屬此類。核受體:此類受體最后都進(jìn)入細(xì)胞核內(nèi),作用點(diǎn)在細(xì)胞核。(二)細(xì)胞內(nèi)受體第五節(jié)細(xì)胞內(nèi)受體作用機(jī)制信息分子:脂溶性激素腎上腺皮質(zhì)激素、性激素、甲狀腺素受體:胞內(nèi)(核、胞漿)未接受信息分子時(shí)受體與蛋白(HSPS)結(jié)合存在。封閉受體上核靶向標(biāo)志。過程:激素進(jìn)入細(xì)胞內(nèi)結(jié)合特異受體受體與HSP脫離,進(jìn)入核內(nèi),二聚化(反式作用元件)作用于DNA上特異核苷酸序列(順式作用元件)對相應(yīng)基因進(jìn)行調(diào)控(如受體位于核內(nèi),HSP不封閉靶向識(shí)別標(biāo)志)第五節(jié)細(xì)胞內(nèi)受體作用機(jī)制信息分子:脂溶性激素類固醇激素受體活化與熱休克蛋白生物化學(xué)課件-第7章:激素生物化學(xué)課件-第7章:激素第七章激素及其作用機(jī)制第七章激素及其作用機(jī)制482第一節(jié)概述根據(jù)作用距離分:
內(nèi)分泌激素:分泌之激素經(jīng)血流作用于遠(yuǎn)距離靶細(xì)胞;
旁分泌激素:其分泌激素只作用于鄰近細(xì)胞;
自分泌激素:分泌激素只作用于自身細(xì)胞。一、定義激素hormone:內(nèi)分泌腺以及具有內(nèi)分泌功能的組織產(chǎn)生的微量化學(xué)信息分子.第一節(jié)概述根據(jù)作用距離分:一、定義二、激素的特性
1.合成的可調(diào)控性:
其合成速度和合成量受機(jī)體生理狀態(tài)、機(jī)體內(nèi)外環(huán)境改變而調(diào)控;
在特定組織(細(xì)胞)合成,儲(chǔ)存于特定部位;
2.作用特異性:
一種激素只專一地使一類或一種細(xì)胞產(chǎn)生特定的生理效應(yīng);
通過靶細(xì)胞存在的特異受體識(shí)別其來實(shí)現(xiàn)
3.作用微量性:
靶細(xì)胞產(chǎn)生效應(yīng)所需激素量很少,且激素與其結(jié)合的特異受體親和力很高;二、激素的特性4.分泌的可調(diào)控性
嚴(yán)謹(jǐn)性,多級調(diào)控5.作用通過中間介質(zhì):
激素作用于靶細(xì)胞并不直接引起生理效應(yīng),通過一系列中間介質(zhì)的參與完成級聯(lián)放大效應(yīng);6.作用的“快”和“慢”反應(yīng):
快反應(yīng):一些激素作用于靶細(xì)胞后,在較短時(shí)間內(nèi)其生理效應(yīng)就顯現(xiàn)出來的現(xiàn)象,作用時(shí)間短;(酶的快速調(diào)節(jié))
慢反應(yīng):激素作用于靶細(xì)胞后,需較長時(shí)間潛伏才產(chǎn)生生理效應(yīng)的現(xiàn)象,效應(yīng)持續(xù)時(shí)間長;(酶的慢速調(diào)節(jié))
7.脫敏:
激素長時(shí)間作用于靶細(xì)胞時(shí),靶細(xì)胞會(huì)產(chǎn)生一種降低其自身對激素應(yīng)答強(qiáng)度的傾向,此現(xiàn)象--激素的脫敏作用。4.分泌的可調(diào)控性三、激素的化學(xué)本質(zhì)和分類
以化學(xué)本質(zhì)分:
AA衍生物類、蛋白質(zhì)多肽類、甾體類、脂肪酸衍生物類1.AA衍生物(1)甲狀腺素T3/T4
(2)酪氨酸衍生物兒茶酚胺類:多巴胺(腦),(腎上腺髓質(zhì))腎上腺素,去甲腎上腺素。黑色素(黑色素細(xì)胞)
2.蛋白質(zhì)或多肽類下丘腦、垂體分泌激素多屬肽及蛋白質(zhì)胰島及胎盤等分泌激素也屬多肽或蛋白質(zhì)三、激素的化學(xué)本質(zhì)和分類以化學(xué)本質(zhì)分:1.AA衍生物3.甾醇類膽固醇為原料:
腎上腺皮質(zhì)球狀帶細(xì)胞-睪丸酮束狀帶細(xì)胞-皮質(zhì)醇網(wǎng)狀帶細(xì)胞-雄激素;
睪丸間質(zhì)細(xì)胞-睪丸酮;卵巢的卵泡細(xì)胞及黃體-雌二醇及孕酮4.脂衍生物類前列腺:前列腺素PG,A-I等9型血小板:血栓噁烷TXA2
白細(xì)胞:白三烯LTs(D、C、B、E型)生物化學(xué)課件-第7章:激素以溶解性質(zhì)分:水溶性激素、脂溶性激素特征脂溶性激素水溶性激素固醇類、甲狀腺素肽類激素、腎上腺素合成后儲(chǔ)存少見儲(chǔ)存結(jié)合蛋白存在少見半衰期長短受體胞質(zhì)/胞核胞膜作用機(jī)制直接間接以溶解性質(zhì)分:水溶性激素、脂溶性激素特征脂溶性激素水溶性第二節(jié)主要激素的化學(xué)與生理生化功能第二節(jié)主要激素的化學(xué)與生理生化功能下丘腦分泌激素:
激素簡稱英文化學(xué)本質(zhì)生理效應(yīng)促腎上腺皮質(zhì)激素釋放因子CRFCorticotropinreleasingfactor(RF)9~11肽促進(jìn)或抑制相應(yīng)促激素或激素的分泌促黃體生成激素釋放因子LRFLuteinizinghormoneRF10肽促卵泡激素釋放因子FRF多肽生長激素釋放因子GRF多肽生長激素釋放抑制因子GRIF14肽催乳激素釋放因子PRF多肽促黑色細(xì)胞激素釋放因子MRF多肽促黑色細(xì)胞激素釋放抑制因子MRIF多肽促甲狀腺激素釋放因子TRF三肽
激素釋放因子或促激素釋放因子、激素釋放抑制因子或促激素釋放抑制因子調(diào)節(jié)腦垂體相應(yīng)激素分泌或促激素分泌下丘腦分泌激素:激素簡稱英文化學(xué)本質(zhì)生生物化學(xué)課件-第7章:激素生物化學(xué)課件-第7章:激素胃腸激素:促胃液素、胰泌素、膽囊收縮素、激肽胃腸激素:促胃液素、胰泌素、膽囊收縮素、激肽第三節(jié)激素作用機(jī)制
多細(xì)胞生物體能夠生存并行使功能,其細(xì)胞需協(xié)調(diào),細(xì)胞間的應(yīng)答(通訊)完成協(xié)調(diào)信號(hào)分子(一個(gè)細(xì)胞提供)接受器(受體)(另一細(xì)胞)
通過信號(hào)應(yīng)答轉(zhuǎn)換系統(tǒng),轉(zhuǎn)變?yōu)榧?xì)胞內(nèi)信號(hào),細(xì)胞應(yīng)答—生理學(xué)效應(yīng)第三節(jié)激素作用機(jī)制多細(xì)胞生物體能夠生存并行一、受體(一)受體receptor
細(xì)胞組成的一類生物大分子,能夠特異識(shí)別并結(jié)合有生物活性化學(xué)信號(hào)分子?;瘜W(xué)本質(zhì):主要是蛋白質(zhì)(糖蛋白);糖脂也有作為受體,如霍亂毒素破傷風(fēng)毒素的受體為神經(jīng)節(jié)苷脂(二)配體:Ligand
對受體具有選擇性結(jié)合能力,結(jié)合后使該細(xì)胞產(chǎn)生特定生物效應(yīng)的生物活性化學(xué)信號(hào)分子。激動(dòng)劑,拮抗劑受體存在兩種活性結(jié)構(gòu)具不同作用正向活性構(gòu)象—激動(dòng)劑;反向活性構(gòu)象—拮抗劑;效應(yīng)相反功能:識(shí)別特異信號(hào)(配體);識(shí)別接收信號(hào),準(zhǔn)確無誤地放大并傳遞到細(xì)胞內(nèi)部,啟動(dòng)一系列的級聯(lián)反應(yīng),導(dǎo)致細(xì)胞生物學(xué)效應(yīng)一、受體(一)受體receptor(二)配體:Ligand功(二)受體-配體結(jié)合的特性1.結(jié)合的飽和性配體與受體的結(jié)合具有飽和性.配體增加到一定水平,所有受體都被配體所占據(jù)時(shí)達(dá)到飽和,增加配體結(jié)合數(shù)并不增加—飽和狀態(tài)靶細(xì)胞上特定受體數(shù)目會(huì)變化(調(diào)節(jié)作用)
2.結(jié)合的高親和力3.結(jié)合的高度專一性同工受體isoreceptor:具有結(jié)構(gòu)和功能上區(qū)別的幾種受體均能識(shí)別并結(jié)合同一配體,此類受體稱之~.4.結(jié)合的可逆性非共價(jià)鍵,可結(jié)合并解離(原形)5.結(jié)合的生物學(xué)效應(yīng):導(dǎo)致靶細(xì)胞產(chǎn)生特殊的生物學(xué)效應(yīng)
10-9mol/L的激素可使靶細(xì)胞內(nèi)代謝物的濃度發(fā)生106倍的變化(巨大)6.體外重組功能的再現(xiàn)性(二)受體-配體結(jié)合的特性1.結(jié)合的飽和性三、受體的分類共性:活性部位:識(shí)別并結(jié)合配體的部位;負(fù)責(zé)應(yīng)答的功能部位(一)細(xì)胞膜受體配體分子多為親水性的生物大分子靶細(xì)胞膜上受體偶聯(lián)的效應(yīng)器:
G蛋白、細(xì)胞膜離子通道、受體的胞內(nèi)激酶活性域、胞內(nèi)激酶分子等,引起快速效應(yīng)
(二)細(xì)胞內(nèi)受體信號(hào)分子為脂溶性,或小分子、氣體分子此類受體進(jìn)入細(xì)胞核,作用位點(diǎn)在細(xì)胞染色體上的DNA分子—核受體引起長期效應(yīng)三、受體的分類共性:
(一)G蛋白偶聯(lián)受體
Gprotein-linkedreceptors
這類受體需與G蛋白偶聯(lián),才能使靶細(xì)胞內(nèi)產(chǎn)生第二信使,將配體作用的信號(hào)傳至胞內(nèi)。
受體結(jié)構(gòu)特征:一條跨膜多肽,其中心疏水區(qū)域形成七次跨膜。N端在胞外,為配體結(jié)合結(jié)構(gòu)域,C端在胞內(nèi),胞內(nèi)部分(環(huán)3)有與G蛋白結(jié)合結(jié)構(gòu)域。四、膜受體類型(一)G蛋白偶聯(lián)受體受體結(jié)構(gòu)特征:四、膜受體類型G蛋白:鳥苷酸結(jié)合蛋白由αβγ亞基組成異源三聚體非活性形式:αβγ-GDP
活性形式:α-GTP、
βγ解離
配體受體復(fù)合物使G蛋白從無活性形式轉(zhuǎn)變?yōu)榛钚孕问健?/p>
G蛋白本身具GTPase活性,當(dāng)G蛋白活化時(shí)即被激活,緩慢將GTP水解,本身“滅活”。重新構(gòu)建成三聚體。
已發(fā)現(xiàn)20多種類型的α亞基和β、γ亞基,可形成上百種組合的三聚體P196表7-5G蛋白:鳥苷酸結(jié)合蛋白配體受體復(fù)合物使G蛋白從無(二)離子通道受體共同特點(diǎn):多亞基組成受體/離子通道復(fù)合體。有配體(信號(hào))接受部位,本身又是離子通道。接受配體刺激后,通道開放或關(guān)閉,導(dǎo)致離子跨膜流動(dòng),使靶細(xì)胞產(chǎn)生生物效應(yīng).配體門控離子通道:
AchR,GABAR,AA受體;電壓門控離子通道:電壓敏感。(二)離子通道受體共同特點(diǎn):(三)具有內(nèi)在酶活性的受體特點(diǎn):受體本身為具有跨膜結(jié)構(gòu)的酶蛋白。胞外結(jié)構(gòu)域與配體結(jié)合后,通過胞內(nèi)側(cè)激酶的激活,反應(yīng)產(chǎn)生生理效應(yīng)。(三)具有內(nèi)在酶活性的受體特點(diǎn):受體本身為具有跨膜結(jié)構(gòu)的酶蛋1.受體酪氨酸蛋白激酶系統(tǒng)受體特點(diǎn):本身具有酪氨酸蛋白激酶活性
動(dòng)物細(xì)胞生長因子等及胰島素受體受體分子結(jié)構(gòu)細(xì)胞膜外域—配體結(jié)合區(qū);細(xì)胞內(nèi)側(cè)具有酪氨酸蛋白激酶活性的結(jié)構(gòu)區(qū);跨膜結(jié)構(gòu)區(qū)—連接上兩結(jié)構(gòu)區(qū)1.受體酪氨酸蛋白激酶系統(tǒng)受體特點(diǎn):受體分子結(jié)構(gòu)此系統(tǒng)激活機(jī)制:
在沒有配體存在的情況下,受體為單體且胞內(nèi)側(cè)無激酶活性;配體激活受體:配體使得受體多聚化(二聚化)→酪氨酸蛋白激酶激活,自身磷酸化(受體間特異的酪氨酸被磷酸化)受體被激活后,激酶信號(hào)由兩條途徑傳導(dǎo):①磷酸化下游靶分子(酪氨酸殘基)②建立特異識(shí)別磷酸化殘基的蛋白質(zhì)的信號(hào)傳導(dǎo)復(fù)合物此系統(tǒng)激活機(jī)制:在沒有配體存在的情況下,受體為單體70圖6-15受體酪氨酸蛋白激酶的激活受體酪氨酸蛋白激酶的激活—配體與受體結(jié)合,引起受體的二聚化及自身磷酸化。24圖6-15受體酪氨酸蛋白激酶的激活受體酪氨酸蛋白激酶2.受體絲氨酸/蘇氨酸蛋白激酶系統(tǒng)
受體激活需多聚化(同前),
激活可使靶蛋白的絲氨酸/蘇氨酸殘基磷酸化
配體+II型受體—征集I型受體,對絲氨酸磷酸化而被激活,再磷酸化下游靶分子;
配體+I型受體而激活
雙功能蛋白激酶:
即使絲/蘇氨酸磷酸化,亦使酪氨酸磷酸化2.受體絲氨酸/蘇氨酸蛋白激酶系統(tǒng)受體激活需多聚化3.受體鳥氨酸環(huán)化酶系統(tǒng)GuanylatecyclaseGC亦稱蛋白激酶G系統(tǒng)以cGMP為第二信使,激活PKG,為絲/蘇氨酸激酶,激活后使靶分子上特異絲/蘇氨酸磷酸化,產(chǎn)生生物學(xué)效應(yīng)4.受體NOS(一氧化氮合酶)系統(tǒng)NOSArg+O2+NADPH+H+
→瓜氨酸+NO+H2O+NADP+
NOS:兩個(gè)亞基組成原生型:內(nèi)皮細(xì)胞、腦組織中,已存在(依賴Ca++-CaM)
誘導(dǎo)型:特殊條件下,基因才誘導(dǎo)表達(dá)(細(xì)胞因子,細(xì)菌內(nèi)毒素LPS)3.受體鳥氨酸環(huán)化酶系統(tǒng)Guanylate73
非受體TPK一般存在于細(xì)胞漿和胞內(nèi)顆粒性組分中,分子量在40~120kDa左右,廣泛存在于各組織細(xì)胞中,在細(xì)胞因子受體的信號(hào)傳遞中發(fā)揮重要作用。SH2、SH3及PH結(jié)構(gòu)是大多數(shù)信號(hào)傳遞蛋白特有的結(jié)構(gòu),它們既能與其它上游或下游信號(hào)分子結(jié)合,又能使TPK激活,從而傳遞信息。(四)非受體型酪氨酸蛋白激酶的分類及結(jié)構(gòu)27非受體TPK一般存在于細(xì)胞漿和胞內(nèi)顆粒性組第四節(jié)細(xì)胞膜受體作用機(jī)制第一信使:信息分子(多為肽類激素)第二信使:將激素信號(hào)轉(zhuǎn)換為某種細(xì)胞內(nèi)化學(xué)成分。
Ca++、cAMP、IP3、DAG、神經(jīng)酰胺、花生四烯酸、NO等第四節(jié)細(xì)胞膜受體作用機(jī)制第一信使:信息分子(多為肽類一、通過第二信使介導(dǎo)的信號(hào)傳導(dǎo)(一)G蛋白偶聯(lián)產(chǎn)生的第二信使
Gα-GTP(亦有βγ二聚體)對效應(yīng)器發(fā)揮作用。
1.腺苷酸環(huán)化酶(AC)系統(tǒng)激素與受體結(jié)合后,引起靶細(xì)胞膜上AC,AC催化ATP分解生成cAMP,cAMP作為第二信使,產(chǎn)生生理效應(yīng)。
組成:受體、G-調(diào)節(jié)蛋白、腺苷酸環(huán)化酶(AC)
GTP-α為活化形式;
GDP-αβγ為無活性狀態(tài)。一、通過第二信使介導(dǎo)的信號(hào)傳導(dǎo)
基本過程:
Adr(信息分子)
GsAdr-R
α-GTP、βγ
AC(腺苷酸環(huán)化酶)
ATPcAMPcAMP依賴蛋白激酶(PKA)
靶蛋白磷酸化(ser/thr)
生物學(xué)效應(yīng)(升高血糖)
(酶、膜蛋白磷酸化,轉(zhuǎn)錄因子磷酸化調(diào)節(jié)基因轉(zhuǎn)錄)基本過程:
Gs蛋白活化后,激活A(yù)C,產(chǎn)生cAMP,激活A(yù)激酶Gs蛋白活化后,激活A(yù)C,產(chǎn)生cAMP,激活A(yù)激酶78GsACATPcAMPCCRRCC
蛋白磷酸化RR2cAMP2cAMPCREBNPiPiPi
轉(zhuǎn)錄活化域DNA結(jié)合域細(xì)胞膜核膜cAMP-蛋白激酶途徑32GsACATPcAMPCCRRCC蛋白磷酸化RATPcAMPPKA(無活性)PKA(有活性)Gs第一信使+受體(胞膜)AC細(xì)胞內(nèi)特異靶蛋白磷酸化細(xì)胞表現(xiàn)生物學(xué)活性cAMP-PKA通路ATPcAMPPKAPKAGs第一信使+受體(胞膜)AC細(xì)胞2.磷脂酰肌醇系統(tǒng)
第二信使:甘油二酯DAG肌醇三磷酸IP3(促鈣釋放)過程:
“TSH-R”PIP2Gp
PLC(磷脂酶C)
DAG
+I(xiàn)P3
PKC(Ca++等)〔Ca++〕胞漿升高
Ca-CAM
CAMK
靶蛋白磷酸化生理學(xué)效應(yīng)膜受體-磷脂酰肌醇和Ca++級聯(lián)反應(yīng)2.磷脂酰肌醇系統(tǒng)膜受體-磷脂酰肌醇和Ca++級聯(lián)生物化學(xué)課件-第7章:激素(二)第二信使-Ca++
Ca++來源:胞外,內(nèi)質(zhì)網(wǎng)Ca++的作用:通過鈣調(diào)蛋白(CAM)激活CAMK(激酶)(三
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