05 Hormone and Signal Transduction.pptx

第1页：Chapter 5Hormone and

Chapter 5Hormone and Signal Transduction

第2页：

第3页：5.1Introduction一

1.生物体内化学信息分子生物体内特殊组织或腺体产生的，通过体液运送到特定部位，产生特异激动效应的一类微量有机化合物。多细胞生物体内，协调不同细胞活动的化学信使，它使高等生物体的细胞、组织和器官，既分工又协作。

第4页：5.1Introduction一（续）

5.1Introduction一（续）：本节要点如下。

• 2.分泌方式
• （1）内分泌内分泌细胞分泌激素，进入血液循环，转运至靶细胞，产生激动效应。
• （2）旁分泌部分细胞分泌激素，通过扩散作用于邻近的细胞。
• （3）自分泌细胞分泌的激素对自身或同类细胞发挥作用。
• （4）外激素从体内分泌到体外，通过空气、水等传播，引起同种生物产生生理效应。

第5页：内分泌激素

内分泌激素

第6页：二、激素的分类

二、激素的分类（按化学本质分类）含氮激素(蛋白质、多肽，氨基酸衍生物)胆固醇类激素脂肪酸衍生物激素（前列腺素）

第7页：含氮激素蛋白质、肽、儿茶酚等水溶性大分子

1.含氮激素蛋白质、肽、儿茶酚等水溶性大分子，与膜受体结合，诱导生成第二信使，将信号传递到细胞内。胺类激素：儿茶酚氨基酸衍生物类激素：甲状腺素肽类激素：抗利尿素蛋白质类激素：生长素、胰岛素促卵泡激素（FSH）黄体生成素（LH）

第8页：垂体和下丘脑分泌的激素都是含氮激素

垂体和下丘脑分泌的激素都是含氮激素（蛋白类、多肽类）甲状腺、甲状旁腺、肾上腺髓质、胰岛、肠粘膜、胃粘膜等分泌的激素也是含氮激素

第9页：甾醇类激素肾上腺皮质、性腺

3.脂肪族激素（脂肪酸衍生物激素）主要是前列腺素（PG）

第10页：三、激素作用的特点

三、激素作用的特点：本节要点如下。

• 1.信号传递
• 2.级联放大微量激素可产生强烈的生理效应，10-7-10-12mol/L
• 3.相对特异性激素与受体专一结合
• 4.作用的时效性几秒-几小时-几天
• 5.激素之间有时相互协同有时相互抑制

第11页：高度特异性

高度特异性

第12页：级联放大作用

级联放大作用

第13页：

第14页：受体的脱敏作用

受体的脱敏作用

第15页：激素间的相互作用

激素间的相互作用

第16页：5.2激素的分泌与控制一

5.2激素的分泌与控制一、下丘脑分泌的激素多肽类，有9种下丘脑神经细胞能分泌多种肽类激素，经垂体门静脉系统，到达腺垂体，促进或抑制腺垂体对应激素的释放。下丘脑激素直接控制垂体激素的分泌，通过垂体间接控制其它外周内分泌腺的分泌。

第17页：下丘脑垂体前叶垂体后叶

下丘脑垂体前叶垂体后叶

第18页：促甲状腺激素释放因子

促甲状腺激素释放因子：本节要点如下。

• 2.促肾上腺皮质激素释放因子（CRF）41肽，促进垂体前叶释放促肾上腺皮质激素（ACTH）
• 3.生长激素释放抑制因子（GRIF）14肽，抑制生长激素的分泌，且抑制胰高血糖素分泌，促进胰岛素分泌。

第19页：二、垂体分泌的激素（蛋白质类）

二、垂体分泌的激素（蛋白质类）：本节要点如下。

• 1.生长激素（GH）刺激骨骼生长，促进粘多糖及胶原的合成，影响蛋白质、糖、脂代谢。
• 2.促甲状腺激素（TSH）促进甲状腺的发育及分泌促甲状腺激素的分泌受下丘脑分泌的促甲状腺激素释放因子的促进。

第20页：二、垂体分泌的激素（续）

促黄体生成激素（LH）功能

刺激性腺分泌激素，促进卵泡发育成黄体，促进胆甾醇转变成孕酮并分泌孕酮。

促卵泡激素（FSH）功能

促使卵巢、精巢发育，促进卵泡或精子的生成和释放。

催乳激素（LTH）功能

刺激乳腺分泌乳汁

第21页：二、垂体分泌的激素（续）

促肾上腺皮质激素（ACTH）功能

促进体内储存的胆甾醇在肾上腺皮质中转化成肾上腺皮质酮，并刺激肾上腺分泌激素。

第22页：垂体后叶激素由下丘脑合成

催产素功能

使多种平滑肌收缩（特别是子宫收缩）孕酮可抑制催产素的作用。

加压素（抗利尿素）功能

使小动脉收缩，增高血压，并可减少排尿，调节水代谢。

第23页：三、腺体分泌的激素

三、腺体分泌的激素：本节要点如下。

• 1.甲状腺、甲状旁腺
• 2.肾上腺（髓质）
• 3.胰岛
• 4.肾上腺（皮质）糖皮质、盐皮质
• 5.性腺

第24页：四、激素分泌的调节控制

1.上一级对下一级的调节

第25页：大脑皮层↓下丘脑↓促激素释放

大脑皮层↓下丘脑↓促激素释放（抑制）因子垂体↓促激素外周腺体↓激素外围激素↓最终靶细胞

第26页：负反馈作用外围激素对下丘脑或垂体的调节称

负反馈作用外围激素对下丘脑或垂体的调节称：本节要点如下。

• 3.酶的分步剪切调节有的激素经几个酶作用，在不同水平上被分步剪切，逐步被激活。
• 4.多元调节激素通过它们之间的相互制约、相互依赖而受到调控。

第27页：负反馈作用CRF促肾上腺皮质激素释放因子

负反馈作用CRF促肾上腺皮质激素释放因子ACTH促肾上腺皮质激素

第28页：5.3激素作用机理一

1.受体的结构与功能受体－细胞中能识别配体（神经递质、激素、细胞因子），并与其特异结合，引起各种生物效应的分子受体的化学本质是蛋白质，在细胞表面的受体大多为糖蛋白。

第29页：肾上腺素受体

肾上腺素受体

第30页：激素与受体结合，是信息传递至细胞的第一步

激素与受体结合，是信息传递至细胞的第一步。随后，由受体构象的变化引起一系列信号传递过程。受体的结构域:结合域－与特异的配体结合功能域－参与信号传递

第31页：激素与受体结合的特点

激素与受体结合的特点：本节要点如下。

• ①高亲和力HRH+RKd在10-9－10-11mol/L低浓度的激素也能与受体结合，引起生理效应。
• ②高特异性有相应受体的靶细胞，才对激素起反应。没有相应受体的细胞，同样也接触激素，但不会引起生理效应。

第32页：激素与受体结合－非共价

③激素与受体结合－非共价、可逆激素与受体分离后，激素的信使作用中止。=常数当[H]↓时，则[HR]↓

第33页：受体的数量大一般有数百至数千个

④受体的数量大一般有数百至数千个，甚至上万个。激素生物效应的强弱通常与受体结合的激素的量成正比。当受体饱和以后，激素的生物效应就不再随激素浓度升高而增强。

第34页：受体的类型①受体

3.受体的类型①受体－离子通道型结合域与配体（激素）结合后，受体变构，使细胞膜上通道开放或关闭，引起或切断离子流动，从而传递信号。例如，神经元的乙酰胆碱受体，5个亚基在细胞膜上呈五边形排列，围成离子通道。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。

第35页：乙酰胆碱受体

乙酰胆碱受体

第36页：受体－G蛋白－效应蛋白型信号

②受体－G蛋白－效应蛋白型信号分子与细胞膜受体结合，受体变构，通过G蛋白激活相应的效应蛋白（如酶或其它功能蛋白）。酶被激活后，可催化生成一些小分子化学物质，后者进入胞液内，引起细胞产生相应的生物效应，称为第二信使。在真核细胞中，鸟苷三磷酸（GTP）结合蛋白（简称G蛋白）在联系细胞膜受体与效应蛋白质中起重要作用。

第37页：受体－酪氨酸蛋白激酶型受体

③受体－酪氨酸蛋白激酶型受体本身具有酪氨酸蛋白激酶活性，如胰岛素及一些细胞生长因子的受体。跨膜糖蛋白，胞外部分构成结合域以结合配体，中间有20多个疏水aa，构成跨膜区，胞内有较多可以被磷酸化的酪氨酸残基。激素与受体结合后，受体首先自身磷酸化，然后使得其它蛋白磷酸化。

第38页：细胞表面受体

细胞表面受体

第39页：受体－转录因子型类固醇激素及甲状腺激素的受体

④受体－转录因子型类固醇激素及甲状腺激素的受体位于细胞核或细胞质中，激素直接进入细胞内并与受体结合生成激素－受体复合物活化的激素－受体复合物与核内目的基因的调控区域结合，调节基因的表达。

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第42页：二、激素的作用机理

二、激素的作用机理：本节要点如下。

• 蛋白－GTP。Gs
• 蛋白活化腺苷酸环化酶，活化的腺苷酸环化酶催化ATP转化成cAMP（第二信使）。cAMP激活依赖cAMP的蛋白激酶A（PKA），PKA催化一些蛋白质的Ser、Thr
• 羟基磷酸化，从而改变这些酶的活性，调节代谢。

第43页：cAMP途径

cAMP途径

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第45页：G蛋白的活化

G蛋白的活化

第46页：当激素停止分泌时

当激素停止分泌时，结合在受体上的激素就逐渐解离下来。Gα-GTP缓慢水解，释放掉GTP，Gα失去催化活性，与βγ亚基重新形成无活性的G蛋白（Gβγα－GDP），信号传导停止。结合态GTP水解，表明G蛋白是一个GTPase，即这个调节蛋白具有一种内藏式的脱活作用，缺乏激素时，G蛋白结合GDP的无活性形式存在。

第47页：cAMP激活蛋白激酶A

cAMP激活蛋白激酶A

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第49页：蛋白激酶A能使下列酶磷酸化酶活性改变代谢

蛋白激酶A能使下列酶磷酸化酶活性改变代谢调节磷酸化酶b激酶激活糖原分解，抑制糖原合糖原合成酶抑制抑制糖原合成丙酮酸激酶抑制抑制糖酵解

第50页：

第51页：IP

IP：本节要点如下。

• 3、Ca2+－钙调蛋白激酶途径第二信使：IP
• 3、Ca2+激素（儿茶酚胺、血管舒张素Ⅱ、抗利尿素、5-羟色胺等）与细胞膜上受体结合，激活G蛋白通过G蛋白介导，激活磷脂酶C（PLC，磷酸肌醇酶），磷脂酶C可将磷脂酰肌醇-4.5-二磷酸（PIP2）水解成二脂酰甘油DAG及IP3

第52页：

第53页：IP3

IP3

第54页：磷脂酰肌醇

磷脂酰肌醇

第55页：IP3进入胞质中

IP3进入胞质中，在内质网膜表面有IP3受体，其亚基的羧基部分构成钙通道。IP3与IP3受结合后，受体变构，钙通道打开，贮于内质网的Ca2+释放入细胞质内，胞质Ca2+的升高可激活Ca2+/钙调蛋白（CaM）依赖性蛋白激酶（CaM激酶）。DAG可激活蛋白激酶C，活化的蛋白激酶C可将多种靶蛋白中的Ser、Thr残基磷酸化，调节酶活性。

第56页：

第57页：可被CaM激酶磷酸化的酶有

可被CaM激酶磷酸化的酶有

糖原合成酶、磷酸化酶激酶、丙酮酸羧化酶、丙酮酸脱氢酶等几十种CaM有4个结合Ca2+位点，当结合Ca2+后变构，一些依赖Ca2+/CaM的蛋白激酶就被激活，从而可使许多靶酶Ser、Thr残基磷酸化，使酶激活或失活Ca2+/CaM复合物也可以直接与靶酶起作用

第58页：钙调蛋白EF手螺旋-泡区-螺旋结构

钙调蛋白EF手螺旋-泡区-螺旋结构的钙传感器家族成员之一钙离子与许多生理活动有关，是许多信号传导途径的细胞内信使，与细胞收缩、胞吐、胞饮、糖元代谢、神经递质释放、染色体运动、细胞死亡等都有密切关系

第59页：钙调蛋白EF手

钙调蛋白EF手

第60页：牛脑CaM

牛脑CaM

第61页：

第62页：Ca2+诱导CaM变构

Ca2+诱导CaM变构

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第64页：受体-酪氨酸蛋白激酶途径激素与受体

（三）受体-酪氨酸蛋白激酶途径激素与受体-酪氨酸蛋白激酶（TPK）结合后，使原来无活性的TPK变为有活性的TPK，TPK催化自身Tyr残基磷酸化，并进一步提高TPK的活性，并催化其它底物蛋白磷酸化。

第65页：胰岛素β-受体

胰岛素β-受体

第66页：胰岛素β-受体

胰岛素β-受体

第67页：细胞内受体途径甾醇类激素及少数含氮激素

（四）细胞内受体途径甾醇类激素及少数含氮激素：糖皮质激素、盐皮质激素（醛甾酮）、雌激素（雌二醇、孕酮）、雄激素（睾酮）、甲状腺素等。激素直接进入细胞，在胞质中与各自的受体结合，激素-受体复合物穿过核膜，与各自特定的基因调控序列结合，启动转录。激素应答元件：受类固醇激素调控的基因中，与激素-受体复合物结合的部位（HRE）。

第68页：胞内受体途径

胞内受体途径

第69页：5.4激素作用举例一、肾上腺素

5.4激素作用举例一、肾上腺素（cAMP方式）属儿茶酚胺类化合物，生成后在囊泡内储存，在惊恐、低氧、血压降低等应激状态时，囊泡通过泡吐作用释放。靶细胞：肌肉、脂肪、肝脏灭活：肝细胞

第70页：肾上腺素

肾上腺素

第71页：结构与功能

1.结构与功能

第72页：肾上腺素及去甲肾上腺素均由Tyr转化而来

肾上腺素及去甲肾上腺素均由Tyr转化而来（由肾上腺髓质分泌）可使心跳加快、血管收缩、血压上升对糖代谢影响最大，在肝细胞中可加强肝糖元分解，迅速升高血糖。此外，还能促进蛋白质、氨基酸、脂肪分解。

第73页：β-肾上腺素受体

2.β-肾上腺素受体的构象--跨膜七螺旋区受体是跨膜蛋白，与G蛋白偶连，跨膜螺旋区结构是激活G蛋白的跨膜受体所具有的普遍特征

第74页：β-肾上腺素受体（续）

3.肾上腺素的作用方式促进糖元分解当肾上腺素到达肝细胞表面时，迅速与肝细胞表面的肾上腺素受体结合，受体构象变化，激活与受体偶联的G蛋白，G蛋白激活膜上的腺苷酸环化酶，产生cAMP。少量肾上腺素能引起强烈反应，信号逐级放大，几秒钟内可使磷酸化酶的活性达到最大。

第75页：肾上腺素停止分泌

肾上腺素停止分泌

结合在肝细胞膜上的肾上腺素解离下来。cAMP不再生成，残留cAMP被磷酸二酯酶分解。蛋白激酶A的催化亚基和调节亚基又结合成无活性的复合体。有活性的磷酸化酶激酶的磷酸化形式被脱磷酸，变成无活性形式。磷酸化酶a受到磷酸酶作用，脱去磷酸变成无活性的磷酸化酶b，糖元分解停止。无活性的磷酸化形式的糖元合成酶经过脱磷酸作用，又变得活跃起来，继续合成糖元。

第76页：

第77页：二、甲状腺素

1.结构

第78页：含碘酪氨酸的衍生物

含碘酪氨酸的衍生物：本节要点如下。

• 3、T4经肾丢失。T
• 3、T4在肝中灭活，肝中有一种与甲状腺素亲合力极强的蛋白质，血流经过肝脏时，1/3的甲状腺素被肝细胞摄取，与葡萄糖醛酸或硫酸反应后失活，由胆汁排出。

第79页：功能增强新陈代谢

2.功能增强新陈代谢，引起耗氧量及产热量增加，促进智力与体质发育。缺乏症：幼年发育迟缓，行动呆笨等成年厚皮病、基础代谢降低过量：甲亢、基础代谢增高、眼球突出、心跳加快、消瘦、神经系统兴奋提高，表现为神经过敏。

第80页：功能增强新陈代谢（续）

3.作用方式（激活基因）增加RNA（tRNA、mRNA）的合成，促进个体生长发育。在线粒体中促进ATP氧化磷酸化过程，增加基础代谢。

第81页：三、胰岛素及胰高血糖素1.结构

三、胰岛素及胰高血糖素1.结构：本节要点如下。

• ①β-细胞A链21氨基酸，B链30氨基酸
• ②α-细胞胰高血糖素，29氨基酸

第82页：功能

功能：本节要点如下。

• ①胰岛素提高组织摄取葡萄糖的能力，抑制肝糖元分解，促进肝糖元及肌糖元合成，降低血糖。缺乏：血糖升高，尿中有糖，糖尿病。过量：血糖过低，影响大脑机能.
• ②胰高血糖素增高血糖含量，促进肝糖元分解.

第83页：功能（续）

作用方式（1）胰岛素

受体－酪氨酸蛋白激酶途径胰岛素的受体是跨膜的酪氨酸激酶，由α2β2组成，α链处在细胞膜的外侧，β链穿过细胞膜。

第84页：

第85页：胰高血糖素（cAMP途径）与肾上腺素类似

（2）胰高血糖素（cAMP途径）与肾上腺素类似，通过cAMP途径，提高肝糖元磷酸化酶活性，促进肝糖原分解（不促使肌糖原分解）。