生物化學(xué)教學(xué)課件：7 hormones激素

Chapter7Hormones

第七章激素

生物體內(nèi)特殊組織或腺體產(chǎn)生的，直接分泌到體液中，通過體液運(yùn)送到特定作用部位，從而引起特殊激動(dòng)效應(yīng)（調(diào)節(jié)控制各種物質(zhì)代謝或生理功能）的一群微量的有機(jī)化合物?；蛟趧?dòng)植物體內(nèi)由細(xì)胞產(chǎn)生的、其量甚少的、有機(jī)體的新陳代謝中起調(diào)節(jié)作用的一類有機(jī)物質(zhì)。1動(dòng)物激素植物激素脊椎動(dòng)物激素?zé)o脊椎動(dòng)物激素氨基酸衍生物激素肽和蛋白質(zhì)激素類固醇激素脂肪酸衍生物激素甲殼類激素昆蟲激素激素234含氮激素（蛋白質(zhì)、多肽、氨基酸衍生物）甾醇（固醇）類激素脂肪酸衍生物激素（前列腺素）激素的化學(xué)本質(zhì)高等動(dòng)物激素的化學(xué)本質(zhì)和主要生理功能見p225表7-15含氮激素（一）

——氨基酸衍生物類激素腎上腺素p215對心臟、血管起作用促進(jìn)分解代謝作用cAMP在腎上腺素生物學(xué)功能中的作用腎上腺素在促進(jìn)糖原分解中的級(jí)聯(lián)放大作用6多巴酪氨酸多巴胺去甲腎上腺素7交感神經(jīng)和中樞神經(jīng)分泌腎上腺髓質(zhì)分泌8基本化學(xué)結(jié)構(gòu)是β-苯乙胺

3CHCHNαβ12456擬腎上腺素藥都是胺類，與交感神經(jīng)興奮的效應(yīng)相似，故又稱擬交感胺。腎上腺素、去甲腎上腺素、異丙腎上腺素、多巴胺等在苯環(huán)3，4位上有羥基，形成兒茶酚，所以這些藥物又稱兒茶酚胺類藥物。HOHO910腎上腺素受體

α受體突觸后膜：α1受體:(1)血管收縮

(2)瞳孔擴(kuò)大突觸前膜:α2受體：抑制遞質(zhì)NA釋放β受體突觸后膜β1

受體:心臟興奮β2

受體:支氣管擴(kuò)張,

骨骼肌血管擴(kuò)張突觸前膜:促進(jìn)遞質(zhì)釋放1112生理上的活性和應(yīng)用受體阻斷劑受體激動(dòng)劑α受體β受體去腎上腺素：血管收縮腎上腺素：興奮心臟β1受體心臟驟停、過敏性休克、支氣管哮喘（β1和β2受體）高血壓、心絞通、心律失常甲亢、青光眼降壓作用、充血性心力衰竭13代謝上的活性應(yīng)急能力：腎上腺素對糖代謝的作用很大，起到升高血糖的作用饑餓、戰(zhàn)爭、受驚嚇…因此，受體的阻斷也可能導(dǎo)致血糖低14甲狀腺激素p214甲狀腺分泌的激素：甲狀腺素三碘甲狀腺原氨素IIHOOIICH2CHCOOHNH2甲狀腺激素15甲狀腺球蛋白16甲狀腺激素的生理功能產(chǎn)熱效應(yīng)糖、脂肪、蛋白質(zhì)代謝對神經(jīng)系統(tǒng)的影響對心血管系統(tǒng)的影響對消化系統(tǒng)的影響水、電解質(zhì)、維生素等17促甲狀腺激素18含氮激素（二）——多肽及蛋白質(zhì)激素（一）下丘腦激素

促甲狀腺激素釋放激素、生長素釋放激素、促性腺激素釋放激素、促黑激素釋放激素（二）腦垂體激素

垂體前葉激素：生長素、促甲狀腺激素、促腎上腺皮質(zhì)激素、卵泡刺激素、黃體生成素、催乳素

垂體中葉激素：促黑色色細(xì)胞素

垂體后葉激素：催產(chǎn)素和加壓素

19胰島素p220Whatisinsulin?

PhysiologicEffectsofInsulin——高生物活性肽（三）胰島激素20胰島素的生理功能提高組織攝取葡萄糖的能力抑制肝糖原的分解促進(jìn)肝糖原和肌糖原的合成betacellsandeffectsofinsulin21胰島素原胰島β細(xì)胞

胰島素原

胰島素Arg-ArgLys-Arg22胰島素的受體結(jié)構(gòu)胰島素受體是糖蛋白,由兩個(gè)α鏈和β鏈通過三個(gè)二硫鍵組成23胰高血糖素p220

胰島α—細(xì)胞分泌的多肽激素胰高血糖素的受體是脂蛋白具有增高血糖含量的效應(yīng)Glucagonalphacellsandeffectsofglucagon2425（四）甲狀旁腺激素

甲狀旁腺素

降鈣素

（五）其他多肽及蛋白質(zhì)激素

胃泌素、促胰液素、膽囊收縮素—腸胰酶素、胃動(dòng)素、胸腺素2627甾醇類激素28甾醇類激素腎上腺皮質(zhì)激素性激素雌烴雄烴孕烴29腎上腺皮質(zhì)激素（p221）糖皮質(zhì)激素抑制糖的氧化調(diào)節(jié)糖代謝鹽皮質(zhì)激素保留鈉、排除鉀調(diào)節(jié)水、鹽代謝3031脂肪族激素前列腺素花生四烯酸環(huán)氧合酶代謝產(chǎn)物體內(nèi)分布廣泛，功能各異。如：PGE2和PGI2具有擴(kuò)血管作用

PGF2和PGD2可使支氣管平滑肌收縮

增加炎癥效應(yīng)——阿司匹林消炎32機(jī)理：通過促進(jìn)、抑制cAMP的生成而影響激素作用如：前列腺素對脂解的抑制作用33昆蟲激素昆蟲的內(nèi)激素返幼激素蛻皮激素腦激素昆蟲外激素昆蟲性外激素“母蜂物質(zhì)”等其它34植物激素植物生長素提高植物存活率35赤霉素促進(jìn)高等植物的發(fā)芽、生長、開花和結(jié)實(shí)36細(xì)胞分裂素促進(jìn)細(xì)胞分裂和分化37脫落酸植物生長抑制劑促使植物離層細(xì)胞成熟38乙烯降低植物生長速度催促果實(shí)早熟合成的植物生長調(diào)節(jié)劑39激素的作用機(jī)理

靶細(xì)胞膜上或靶細(xì)胞內(nèi)有激素的受體

激素為什么只對“靶”起作用？40激素與受體的關(guān)系很像酶與底物的關(guān)系，有幾個(gè)特點(diǎn)

（1）有高度的專一性

（2）有高度的親和力

（3）非共價(jià)鍵可逆結(jié)合

（4）激素與受體的結(jié)合量與其生物效應(yīng)成正比。

41受體的功能和結(jié)構(gòu)①受體—離子通道型②受體—G蛋白—效應(yīng)蛋白型③受體—酪氨酸蛋白激酶型④受體—轉(zhuǎn)錄因子型42①受體—離子通道型受體本身構(gòu)成離子通道，當(dāng)其結(jié)合域與配體（激素）結(jié)合后，受體變構(gòu)，使通道開放或關(guān)閉，引起或切斷離子流動(dòng)，從而傳遞信號(hào)。例如：陽離子通道：乙酰膽堿受體、五羥色胺陰離子通道：甘氨酸和γ－氨基丁酸

神經(jīng)元的乙酰膽堿受體，由5個(gè)亞基在細(xì)胞膜內(nèi)呈五邊形排列，圍成離子通道壁。當(dāng)它與乙酰膽堿結(jié)合時(shí)，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。43當(dāng)機(jī)體的免疫系統(tǒng)生成了乙酰膽堿抗體后，會(huì)破壞了乙酰膽堿受體使其數(shù)量減少而使肌肉接收不到足夠強(qiáng)信號(hào)而癱瘓，臨床上則表現(xiàn)為肌無力的癥狀。

444546G蛋白耦聯(lián)型受體

G蛋白耦聯(lián)型受體為7次跨膜蛋白；通過與G蛋白耦聯(lián)，調(diào)節(jié)相關(guān)酶活性，在細(xì)胞內(nèi)產(chǎn)生第二信使；G蛋白耦聯(lián)型受體包括多種神經(jīng)遞質(zhì)、肽類激素和趨化因子的受體；在味覺、視覺和嗅覺中接受外源理化因素的受體亦屬G蛋白耦聯(lián)型受體。②受體—G蛋白—效應(yīng)蛋白型47②受體—G蛋白—效應(yīng)蛋白型三聚體GTP（三磷酸鳥苷）結(jié)合調(diào)節(jié)蛋白簡稱G蛋白，由α、β、γ三個(gè)亞基組成。G蛋白在信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)過程中起著分子開關(guān)的作用：（1）當(dāng)α亞基與GDP結(jié)合時(shí)處于關(guān)閉狀態(tài)；（2）與GTP結(jié)合時(shí)處于開啟狀態(tài)；（3）α亞基具有GTP酶活性，能催化GTP水解，恢復(fù)無活性的三聚體狀態(tài)。48G蛋白的種類G蛋白：GTP結(jié)合蛋白，依賴于GTP的調(diào)節(jié)蛋白。

α－亞基：45KDβ－亞基：35KDγ－亞基：7KDαβγGDPG－GDP（無活性狀態(tài)）GTPαG－GTP（活性狀態(tài)）βγGβγGTPGDPPiH2O49與GDP結(jié)合時(shí)處于關(guān)閉狀態(tài)與GTP結(jié)合時(shí)處于開啟狀態(tài)催化ATP水解，恢復(fù)無活性的三聚體狀態(tài)50由G蛋白耦聯(lián)受體所介導(dǎo)的細(xì)胞信號(hào)

①受體；②調(diào)節(jié)蛋白；③腺苷酸環(huán)化酶:糖蛋白，跨膜12次。在Mg或Mn的存在下，腺苷酸環(huán)化酶催化ATP生成cAMP④蛋白激酶A二級(jí)信使⑤環(huán)腺苷酸磷酸二酯酶主要包括：cAMP信號(hào)通路和磷脂酰肌醇信號(hào)通路51蛋白激酶A

兩個(gè)催化亞基和兩個(gè)調(diào)節(jié)亞基組成

催化亞基可使細(xì)胞內(nèi)某些蛋白的絲氨酸或蘇氨酸殘基磷酸化。52環(huán)腺苷酸磷酸二酯酶

53（一）膜受體通過腺苷酸環(huán)化酶作用途徑反應(yīng)快（幾分鐘），生成cAMP，cAMP起信息的傳遞和放大作用

大部分含氮激素：

腎上腺素、胰高血糖素激素→G蛋白耦聯(lián)受體→G蛋白→腺苷酸環(huán)化酶→cAMP→依賴cAMP的蛋白激酶A→基因調(diào)控蛋白→基因轉(zhuǎn)錄

54G蛋白ATPcAMP無活性的蛋白激酶有活性的蛋白激酶蛋白質(zhì)磷酸化酶酶或蛋白質(zhì)酶－或蛋白質(zhì)－PPPi磷酸酶生理效應(yīng)第二信使級(jí)聯(lián)放大作用551、激素與受體結(jié)合2、G蛋白的活化3、環(huán)化酶的激活4、蛋白激酶的激活5、各功能單位相應(yīng)的反應(yīng)5657cAMP信號(hào)與糖原降解58cAMP信號(hào)與基因表達(dá)

59詳見王鏡巖主編的《生物化學(xué)》p574

（二）鈣及肌醇三磷酸作用途徑激素通過結(jié)合到細(xì)胞表面的受體上，激活G蛋白，G蛋白開啟磷酸肌醇酶的催化活性，催化磷酯酰肌醇4,5-二磷酸產(chǎn)生二?；视秃图〈既姿?。

二?；视瓦M(jìn)一步活化蛋白激酶C，促使靶蛋白質(zhì)中蘇氨酸和絲氨酸殘基磷酸化，最終改變一系列酶的活性；

肌醇三磷酸則作用于內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜受體，打開Ca2+通道，升高細(xì)胞質(zhì)內(nèi)Ca2+濃度，改變鈣調(diào)蛋白和其他的鈣傳感器的構(gòu)象，使之變得更易于與其靶蛋白質(zhì)結(jié)合，改變靶蛋白質(zhì)的生物活性，從而完成激素的磷酸肌醇級(jí)聯(lián)放大作用，在多種細(xì)胞內(nèi)引起廣泛的生理效應(yīng)。60R

G蛋白磷脂酶

CDGPKCIP4IP3HCa↑

內(nèi)質(zhì)網(wǎng)磷脂酰肌醇途徑

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使酶的活性發(fā)生改變酶－或蛋白質(zhì)－酶或蛋白質(zhì)PP改變鈣調(diào)蛋白及其他鈣傳感器的構(gòu)象→

產(chǎn)生生理效應(yīng)磷酸肌醇酶二?；视?162視紫紅質(zhì)（rhodopsin,Rh）為7次跨膜蛋白，含一個(gè)11順-視黃醛。光照使Rh視黃醛的構(gòu)象變?yōu)榉词?，Rh分解為視黃醛和視蛋白。構(gòu)象改變的視蛋白激活G蛋白，G蛋白激活cGMP磷酸二酯酶，將細(xì)胞中的cGMP水解。從而關(guān)閉鈉通道，引起細(xì)胞超極化，產(chǎn)生視覺。可見胞內(nèi)cGMP水平下降的負(fù)效應(yīng)信號(hào)起傳遞光刺激的作用。

63③受體—酪氨酸蛋白激酶型受體酪氨酸激酶胞外區(qū)是結(jié)合配體結(jié)構(gòu)域，配體是可溶性或膜結(jié)合的多肽或蛋白類激素，包括胰島素和多種生長因子。胞內(nèi)段是酪氨酸蛋白激酶的催化部位，并具有自磷酸化位點(diǎn)64活化酪氨酸激酶途徑

65反應(yīng)慢（幾小時(shí)甚至幾天）——激素的受體是結(jié)合著DNA的某些蛋白質(zhì)，激素結(jié)合到受體上，受體就轉(zhuǎn)變成一種轉(zhuǎn)錄的增強(qiáng)子（轉(zhuǎn)錄增強(qiáng)物），于是特定的基因就得到擴(kuò)增地表達(dá)。

eg.甾醇類激素Actionofsteroidhormone（三）受體的酪氨酸激酶途徑（四）固醇類激素受體調(diào)節(jié)基因轉(zhuǎn)錄速度p580結(jié)合酪氨酸激酶的受體——激活酶活性，使其殘基磷酸化，酪氨酸的磷酸化又進(jìn)一步促進(jìn)酪氨酸激酶的活性

eg.胰島素、表皮生長因子詳見王鏡巖主編的《生物化學(xué)》p57766HH類固醇激素RHRHR′核膜HR′mRNAmRNA酶蛋白激素誘導(dǎo)酶的合成

67受體的功能和結(jié)構(gòu)①受體—離子通道型②受體—G蛋白—效應(yīng)蛋白型③受體—酪氨酸蛋白激酶型④受體—轉(zhuǎn)錄因