激素及其作用机制--课件

第七章激素及其作用机制 Hormone1ppt课件主要内容第一节第一节 概述概述第二节第二节 主要激素的化学与主要激素的化学与 生理生化功能生理生化功能第三节第三节 激素作用机制和受体激素作用机制和受体2ppt课件一、定义 激素激素:由由内分泌腺内分泌腺或具有内分泌功能的或具有内分泌功能的组织组织所产生的，通过所产生的，通过扩散或血液扩散或血液转运到作用转运到作用细胞或器官细胞或器官（靶细胞或靶器官），（靶细胞或靶器官），调节调节细胞细胞和器官代谢的和器官代谢的化学信息分子化学信息分子。3ppt课件二、激素的特性1 1、合成的可调控性、合成的可调控性 激素在体内的合成速度及合成量受机体生激素在体内的合成速度及合成量受机体生理状态、内外环境的改变和其它激素的调控。理状态、内外环境的改变和其它激素的调控。2 2、分泌的可调控性、分泌的可调控性 激素在体内的分泌也受机体生理状态、内激素在体内的分泌也受机体生理状态、内外环境的改变和其它激素的调控。外环境的改变和其它激素的调控。4ppt课件二、激素的特性3 3、作用特异性、作用特异性 激素通过与靶细胞上存在的激素通过与靶细胞上存在的受体受体的特异结的特异结合而发挥生理效应。合而发挥生理效应。4 4、作用的微量性、作用的微量性 特异性、亲和力高、特异性、亲和力高、级联放大级联放大。5 5、作用通过中间介质、作用通过中间介质 激素激素中间介质中间介质级联放大级联放大 5ppt课件二、激素的特性6 6、作用的、作用的“快反应快反应”和和“慢反应慢反应”（1 1）快反应）快反应激素作用于靶细胞，短时间内激素作用于靶细胞，短时间内就产生生理效应。就产生生理效应。（2 2）慢反应）慢反应激素作用于靶细胞，需要较长激素作用于靶细胞，需要较长时间才会产生生理效应。时间才会产生生理效应。7 7、脱敏、脱敏 激素长时间作用于靶细胞时，靶细胞会激素长时间作用于靶细胞时，靶细胞会产生一种降低其应答强度的倾向。产生一种降低其应答强度的倾向。6ppt课件三、激素的化学本质和分类1.1.化学本质化学本质u氨基酸衍生物类氨基酸衍生物类：甲状腺素、肾上腺髓质：甲状腺素、肾上腺髓质激素等激素等u蛋白质多肽类蛋白质多肽类：胰岛素等：胰岛素等u甾体类激素甾体类激素：性激素、肾上腺皮质激素等：性激素、肾上腺皮质激素等u脂肪酸衍生物类激素脂肪酸衍生物类激素：前列腺素等：前列腺素等7ppt课件三、激素的化学本质和分类2.2.溶解性质溶解性质u脂溶性激素：脂溶性激素：易通过生物膜，需要与易通过生物膜，需要与血血清蛋白清蛋白结合而运输，不易被代谢清除。结合而运输，不易被代谢清除。与与细胞内受体细胞内受体结合产生效应。结合产生效应。u水溶性激素：水溶性激素：一般不需与血清蛋白结合一般不需与血清蛋白结合而运输，易代谢清除。与而运输，易代谢清除。与细胞膜受体细胞膜受体结结合产生效应。合产生效应。8ppt课件三、激素的化学本质和分类3.3.作用距离作用距离u内分泌激素内分泌激素：通过血液循环作用于远距离：通过血液循环作用于远距离靶细胞、靶器官。靶细胞、靶器官。u旁分泌激素旁分泌激素：作用于邻近的靶细胞。：作用于邻近的靶细胞。u自分泌激素自分泌激素：作用于分泌细胞自身。：作用于分泌细胞自身。9ppt课件主要内容第一节第一节 概述概述第二节第二节 主要激素的化学与主要激素的化学与 生理生化功能生理生化功能第三节第三节 激素作用机制和受体激素作用机制和受体10ppt课件一、氨基酸衍生类甲状腺素（甲状腺素（Thyroxine）：甲状腺分泌）：甲状腺分泌肾上腺素（肾上腺素（Epinephrine）：肾上腺髓质）：肾上腺髓质分泌分泌5-羟色胺（羟色胺（5-hydroxy tryptamine）：肠）：肠道嗜铬细胞分泌道嗜铬细胞分泌松果腺素（松果腺素（Melatonin）：松果腺分泌：松果腺分泌11ppt课件甲状腺素L-L-甲状腺素（甲状腺素（L-L-3,5,33,5,3,5,5-四碘甲腺原氨酸四碘甲腺原氨酸 ，T T4 4）L-L-3,5,33,5,3-三碘甲腺原氨酸三碘甲腺原氨酸 ，T T3 3含量：含量：T T4 4 TT3 3活性：活性：T T3 3 TT4 4 约大约大3535倍倍12ppt课件甲状腺素的生化功能甲状腺素促进物质代谢、增加耗氧量及产热！甲状腺素促进物质代谢、增加耗氧量及产热！1 1、适量激素促进蛋白合成，大量激素促进蛋白分解。、适量激素促进蛋白合成，大量激素促进蛋白分解。2 2、适量激素促进糖原合成，大量激素促进糖原分解，、适量激素促进糖原合成，大量激素促进糖原分解，加强胰岛素和儿茶酚胺的作用。加强胰岛素和儿茶酚胺的作用。3 3、加强脂肪动员，使血胆固醇降低。、加强脂肪动员，使血胆固醇降低。4 4、促进骨骼钙化，促进机体生长发育。、促进骨骼钙化，促进机体生长发育。13ppt课件常见的甲状腺素疾病1 1、地方性甲状腺肿、地方性甲状腺肿由由缺碘缺碘引起引起2 2、甲状腺机能亢进、甲状腺机能亢进甲状腺素分泌增多甲状腺素分泌增多3 3、甲状腺机能低下、甲状腺机能低下 幼年：呆小病幼年：呆小病 成人：黏液性水肿成人：黏液性水肿14ppt课件酪氨酸酪氨酸 多巴多巴CH2-CH-NH2HOHO多巴胺多巴胺 CH2-CH-NH2HOHOOHCH2-CH-NH-CH3HOHOOHCH2-CH-NH2 COOHHOHOCH2-CH-NH2 COOHHO去甲肾上腺素去甲肾上腺素 肾上腺素肾上腺素苯丙氨酸苯丙氨酸羟化羟化化学本质化学本质酪酪氨酸衍生物氨酸衍生物15ppt课件肾上腺素的生化功能u糖代谢：糖代谢：促进糖原分解、增强糖异生，抗胰促进糖原分解、增强糖异生，抗胰岛素岛素u脂代谢脂代谢：促进脂肪动员、抑制脂肪合成：促进脂肪动员、抑制脂肪合成u蛋白质：蛋白质：促进蛋白质分解促进蛋白质分解麻黄素麻黄素CH2-CH-NH-CH3HOHOOH肾上腺素肾上腺素16ppt课件二、甾体类肾上腺皮质激素肾上腺皮质激素1 1、糖皮质激素：皮质醇、皮质酮、糖皮质激素：皮质醇、皮质酮2 2、盐皮质激素：醛固酮、脱氢皮质酮、盐皮质激素：醛固酮、脱氢皮质酮分类：分类：性激素性激素1 1、雄性激素：睾丸酮、脱氢异雄酮、雄、雄性激素：睾丸酮、脱氢异雄酮、雄烯二酮、雄酮烯二酮、雄酮2 2、雌性激素：、雌性激素：a.a.雌激素：雌二醇、雌酮、雌激素：雌二醇、雌酮、雌三醇雌三醇 b.b.孕激素：孕酮孕激素：孕酮分类：分类：17ppt课件肾上腺皮质激素（1 1）糖皮质激素的作用）糖皮质激素的作用血糖升高血糖升高减少组织对葡萄糖的摄取，减少组织对葡萄糖的摄取，抑制血糖消耗抑制血糖消耗加强加强蛋白质分解蛋白质分解生糖生糖促进促进脂肪动员脂肪动员增强肝脏增强肝脏糖异生糖异生各种酶的活性各种酶的活性（2 2）盐皮质激素的作用）盐皮质激素的作用促进促进NaNa+、ClCl-的的 重吸收和重吸收和K K+、H H+的排出，维持的排出，维持Na+Na+，K+K+浓度。浓度。18ppt课件三、脂肪酸衍生物类u种类：前列腺素、凝血种类：前列腺素、凝血噁噁烷和前列环烷和前列环素、白三烯素、白三烯u来源：花生四烯酸来源：花生四烯酸经经（1 1）环环加氧酶生加氧酶生成成前列腺素、凝血前列腺素、凝血噁噁烷和烷和前列环素；前列环素；（2 2）脂质加氧酶生成白三烯。）脂质加氧酶生成白三烯。u作用：参与细胞代谢的调节，与炎症、作用：参与细胞代谢的调节，与炎症、免疫、过敏及心血管疾病有关，对细胞免疫、过敏及心血管疾病有关，对细胞代谢的调节具有重要的作用。代谢的调节具有重要的作用。19ppt课件四、蛋白多肽类u下丘脑激素下丘脑激素u垂体激素垂体激素u降钙素降钙素u甲状旁腺素甲状旁腺素u胰腺激素胰腺激素u胸腺激素胸腺激素u胃肠道激素胃肠道激素u其他激素其他激素20ppt课件主要内容第一节第一节 概述概述第二节第二节 主要激素的化学与主要激素的化学与 生理生化功能生理生化功能第三节第三节 激素作用机制和受体激素作用机制和受体21ppt课件细胞间信息传递的步骤特定的细胞释放特定的细胞释放信息物质信息物质信息物质经扩散或血循环到达信息物质经扩散或血循环到达靶细胞靶细胞与靶细胞的与靶细胞的受体受体特异性结合特异性结合受体对信号进行受体对信号进行转换转换并启动细胞内信使系统并启动细胞内信使系统靶细胞产生靶细胞产生生物学效应生物学效应22ppt课件一、受体的分类l概念：靶细胞中（细胞膜上或细胞内）能概念：靶细胞中（细胞膜上或细胞内）能识别识别配配体并与其体并与其特异结合特异结合，将信号传递到细胞内部，进，将信号传递到细胞内部，进而引起各种生物学而引起各种生物学效应效应的一类物质。的一类物质。细胞膜受体细胞膜受体细胞内受体细胞内受体 G G蛋白耦联的受体蛋白耦联的受体酶耦联受体酶耦联受体：甾体类激素、甲状腺素：甾体类激素、甲状腺素分类分类23ppt课件一、受体的分类配体配体(ligandligand)：能与受体呈特异性结合能与受体呈特异性结合,结合结合后使该细胞产生特定生物效应的生物活性分子后使该细胞产生特定生物效应的生物活性分子则称则称配体配体。如：激素、神经递质、细胞因子等。如：激素、神经递质、细胞因子等。24ppt课件（一）膜受体（一）膜受体-G蛋白蛋白耦耦联的信号转导途径联的信号转导途径 1.G 1.G 蛋白耦联受体蛋白耦联受体(G-protein coupled receptors,GPCRsG-protein coupled receptors,GPCRs)又称七个跨膜又称七个跨膜 螺旋受体螺旋受体 G蛋白偶联受体的结构蛋白偶联受体的结构矩型代表矩型代表-螺旋，螺旋，N端被糖基化，端被糖基化，C端的半胱氨酸被棕榈酰化端的半胱氨酸被棕榈酰化二、细胞膜受体作用机制25ppt课件l 多种激素l 神经递质(1)(1)配体配体(2)(2)受体结构的特点受体结构的特点（一）膜受体（一）膜受体-G蛋白蛋白耦耦联的信号转导途径联的信号转导途径 1.G 蛋白耦联受体蛋白耦联受体(G-protein coupled receptors,GPCRs)二、细胞膜受体作用机制26ppt课件G蛋白作用部位蛋白作用部位ExtracellularCytoplasmicCOOH-NH2i1i2i3e1e2e3TM1TM2TM3TM4TM5TM6TM7DRYG蛋白耦联受体（400-600个氨基酸残基组成的多肽）-S-S-与配体结合与配体结合27ppt课件2.G蛋白组成组成是是一一类类和和GTPGTP或或GDPGDP相相结结合合、位位于于细细胞胞膜膜胞胞浆浆面面的的外外周周蛋蛋白白。由由、三个亚基组成。三个亚基组成。两种构象：两种构象：活化型活化型:-GTP-GTP 非活化型非活化型:-GDP-GDP 28ppt课件G G LEffector G-proteinsSignalGPCRs29ppt课件RHACGDPGTP腺苷酸环化酶腺苷酸环化酶（ACAC）ACATPcAMP30ppt课件 蛋白种类及功能蛋白种类及功能31ppt课件3.效应器及下游效应分子效应器及下游效应分子（1）腺苷酸环化酶系统）腺苷酸环化酶系统（2）肌醇）肌醇-磷脂系统磷脂系统32ppt课件cAMP-PKA pathway组成：胞外信息分子、受体、胞外信息分子、受体、G G蛋白、蛋白、cAMPcAMP、腺苷酸环化酶腺苷酸环化酶（adenylateadenylate cyclasecyclase，AC)AC)蛋白激酶蛋白激酶 A A(protein (protein kinasekinase A,PKA)A,PKA)（1）腺苷酸环化酶系统）腺苷酸环化酶系统33ppt课件cAMPATPACPPiAMPPDEH2O磷酸二酯酶(phosphodiesterase,PDE)1 1）cAMPcAMP 的合成与分解的合成与分解34ppt课件RHACGDPGTP腺苷酸环化酶腺苷酸环化酶ACATPcAMP35ppt课件2 2）cAMPcAMP的作用机理的作用机理R R 调节亚基调节亚基 C C 催化亚基催化亚基激活激活PKAPKA36ppt课件3 3）PKAPKA的作用的作用 对代谢的调节作用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。37ppt课件 磷酸化酶激酶磷酸化酶激酶ATP磷酸化酶磷酸化酶ATP PPi磷蛋白磷酸酶磷蛋白磷酸酶磷蛋白磷酸酶磷蛋白磷酸酶H2OPPiPKAPKA抑制物a抑制物b ATP磷蛋白磷酸酶磷蛋白磷酸酶PPi肾上腺素对糖原代谢的影响 肾上腺素 受体 肾上腺素 受体复合物激活蛋白 激活ACATPcAMPPKAPKA38ppt课件受受cAMPcAMP调控的基因中，在其转录调控区调控的基因中，在其转录调控区有一共同的有一共同的DNADNA序列序列(TGACGTCA)(TGACGTCA)，称为，称为cAMPcAMP应应答元件答元件（cAMPcAMP response element response element，CRECRE ）对基因表达的调节作用 cAMPcAMP应答元件结合蛋白应答元件结合蛋白(cAMPcAMP response response element bound protein,element bound protein,CREB)CREB)二者相互作用二者相互作用调节基因的转录。调节基因的转录。39ppt课件GsGsACACATPcAMPCCRRC CC 蛋蛋 白白 磷磷 酸酸 化化RR 2cAMP2cAMP细胞膜核 膜CREBNPi Pi Pi 转录活化域DNA结合域40ppt课件结构基因结构基因细细胞胞核核PiPiPiPiDNADNA蛋白质41ppt课件cAMP信号传递过程的放大作用信号传递过程的放大作用信息分子-受体GSAC酶cAMP蛋白激酶A(PKA)酶磷酸化42ppt课件信信号号分分子子 受受体体G蛋蛋白白腺腺苷苷酸酸 环化化酶ATPcAMP蛋蛋白白激激酶AProPro-p生生理理功功能能调节G蛋白蛋白耦耦联受体介导的产生联受体介导的产生cAMP的的 信号转导系统信号转导系统43ppt课件（2）肌醇-磷脂系统磷脂酰肌醇信号途径磷脂酰肌醇信号途径 （CaCa2+2+依赖性蛋白激酶途径）依赖性蛋白激酶途径）44ppt课件1 1）组成：）组成：胞外胞外信息分子、信息分子、G G蛋白蛋白蛋白激酶蛋白激酶C(protein C(protein kinasekinase C,C,PKCPKC)磷脂酶磷脂酶C(phospholipase C,C(phospholipase C,PLCPLC)甘油二酯甘油二酯(diacylglycerol,(diacylglycerol,DAGDAG)三磷酸肌醇三磷酸肌醇(inositolinositol 1,4,5 1,4,5 triphosphate,triphosphate,IPIP3 3 )（2 2）肌醇）肌醇-磷脂系统磷脂系统45ppt课件 2)DAG 2)DAG、IPIP3 3的生物合成的生物合成PIP2PLCDAG +IP46ppt课件 IP3的作用的作用:水溶性小分子水溶性小分子 内内质网网Ca2+作用于作用于Ca2+通道通道 细胞胞浆Ca2+DAG的作用：的作用：DAG Ca2+(+)PKC磷脂磷脂酰Ser 3 3）DAGDAG、IPIP3 3的的 作用作用47ppt课件 4)PKC 4)PKC 的生理功能的生理功能 调节代谢调节代谢活化的活化的PKCPKC引起一系列靶蛋白的引起一系列靶蛋白的丝丝 、苏、苏氨酸氨酸残基残基磷酸化磷酸化。靶蛋白包括：靶蛋白包括：质膜受体、膜蛋白和多质膜受体、膜蛋白和多种酶。种酶。48ppt课件 调节基因表达调节基因表达 PKC 对基因的活化分为：对基因的活化分为：早期反应早期反应 、晚期反应、晚期反应 PKC能使立早基因的能使立早基因的反式作用因子磷酸化反式作用因子磷酸化，加快该基因表达；加快该基因表达；立早基因多为立早基因多为细胞原癌基因细胞原癌基因，表达的蛋白，表达的蛋白质为第三信使，有跨越核膜传递信息的功能；质为第三信使，有跨越核膜传递信息的功能；第三信使磷酸化后，活化晚期反应基因，第三信使磷酸化后，活化晚期反应基因，导致导致细胞增殖细胞增殖。49ppt课件PKC PKC 对基因的早期活化和晚期活化对基因的早期活化和晚期活化50ppt课件IP3、Ca2+钙调蛋白激酶途径钙调蛋白激酶途径与Gp结合PLC质膜上的磷脂酰肌醇二磷酸（PIP2）IP3DAG肌浆网上的IP3操纵的钙通道开放释放钙离子作为第二信使调节细胞多种功能与钙调蛋白结合发挥生物学效应1肾上腺素受体肾上腺素受体内皮素受体内皮素受体血管紧张素血管紧张素受体受体51ppt课件DAG-蛋白激酶蛋白激酶C途径途径DAGDAG+CaCa2+2+PKCPKC活化活化细胞膜细胞膜NaNa+/H/H+交换蛋白磷酸化交换蛋白磷酸化 磷酸化转录因子磷酸化转录因子（AP-1AP-1、NF-NF-B B）H H+外流增加、外流增加、NaNa+内流增加内流增加促进靶基促进靶基 因转录因转录 顺式作用顺式作用元件元件 52ppt课件三、细胞内受体作用机制胞内受体胞内受体(intracellular receptor)包括：包括：胞质和核内胞质和核内受体，为受体，为DNA结合蛋白。结合蛋白。相关配体：相关配体：类固醇激素、甲状腺素等。类固醇激素、甲状腺素等。功功 能能：配体与受体结合后，调控靶细胞特配体与受体结合后，调控靶细胞特定的定的DNA（基因）转录。（基因）转录。53ppt课件甾体激素受体结构：甾体激素受体结构：400-900个氨基个氨基酸酸DNA结合区核定位序列激素结合区受体调节区N-端C-端热休克蛋白54ppt课件受体调节区DNA结合区激素结合区甾体激素受体结构示意图：N-端C-端400-900个氨基酸热休克蛋白热休克蛋白热休克蛋白热休克蛋白热休克蛋白热休克蛋白热休克蛋白热休克蛋白热休克蛋白热休克蛋白热休克蛋白热休克蛋白热休克蛋白热休克蛋白热休克蛋白热休克蛋白55ppt课件类固醇激素受体家族糖皮质激素糖皮质激素盐皮质激素盐皮质激素性激素性激素受体受体（位于胞浆位于胞浆，未与配体结合，未与配体结合前与前与HSPHSP结合存在，无活性结合存在，无活性）激活激活与核内激素反应元件结合与核内激素反应元件结合（HREHRE）增强或抑制靶基因转录增强或抑制靶基因转录56ppt课件甲状腺素受体家族甲状腺素甲状腺素维生素维生素维甲酸维甲酸 受体受体（位于核内位于核内，不与，不与HSP结合）结合）激活激素反应元件激活激素反应元件（HRE）调节转录调节转录57ppt课件胞内受体介导的信息传递过程：胞内受体介导的信息传递过程：激激素素胞内受胞内受体体激素受体激素受体进入核进入核内内再形成核内复合物再形成核内复合物调节基因转录调节基因转录生物效应生物效应进入胞进入胞内内58ppt课件胞内受体介导的信息传递类固醇激素与甲状腺素通过胞内受体调节生理过程59ppt课件甾体激素受体介导信息传递：受体调节区DNA结合区激素结合区N-端C-端热休克蛋白热休克蛋白热休克蛋白热休克蛋白热休克蛋白热休克蛋白热休克蛋白热休克蛋白热休克蛋白热休克蛋白热休克蛋白热休克蛋白热休克蛋白热休克蛋白热休克蛋白热休克蛋白热休克蛋白热休克蛋白热休克蛋白热休克蛋白热休克蛋白热休克蛋白热休克蛋白热休克蛋白热休克蛋白热休克蛋白受体调节区DNA结合区激素结合区受体调节区DNA结合区激素结合区配体-受体复合物转录生物效应60ppt课件生长因子四条平行的胞内信号通路与它们之间的网络关系四条平行的胞内信号通路与它们之间的网络关系四条平行的胞内信号通路与它们之间的网络关系四条平行的胞内信号通路与它们之间的网络关系激素G蛋白偶联受体G蛋白 G蛋白 腺苷酸环化酶 IP3 DAG cAMPPKA磷脂酶CCa2+钙调蛋白钙调蛋白依赖激酶 PKC 接头蛋白GRB2Ras激活蛋白 RasMAPK基因调控蛋白各种靶蛋白RTKRafPI3KPKBCa2+61ppt课件