激素作用机制精选文档.ppt
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1、激素作用机制激素作用机制本讲稿第一页,共六十五页n概述n主要激素的化学与生理生化功能n激素作用机制与受体n细胞膜受体作用机制n细胞内受体作用机制内容提纲本讲稿第二页,共六十五页 细胞信息传递细胞信息传递(Signal Transduction)n细胞外信息如何传入细胞内并细胞外信息如何传入细胞内并 引起细胞反应引起细胞反应n不同亚群细胞之间的协调配合不同亚群细胞之间的协调配合v信息物质(signalmolecules):):调节细胞生命活动的化学物质调节细胞生命活动的化学物质本讲稿第三页,共六十五页信息物质经扩散或血循环到达靶细胞与靶细胞的受体特异性结合受体对信号进行转换并启动靶细胞内信使系统
2、靶细胞产生生物学效应细胞信息转导的过程 特定的细胞释放信息物质本讲稿第四页,共六十五页细胞间信息物质细胞间信息物质(extracellularsignalmolecules)由由细胞分泌细胞分泌的调节靶细胞生命活动的化的调节靶细胞生命活动的化学物质,又称为第一信使学物质,又称为第一信使(firstmessenger)细胞内信息物质细胞内信息物质(intracellularsignalmolecules)在细胞内传递在细胞内传递细胞调控信号的化学物质,细胞调控信号的化学物质,由由第一信号物质经转导刺激在细胞内产生,第一信号物质经转导刺激在细胞内产生,包括第二信使及第三信使包括第二信使及第三信使
3、信息物质的分类本讲稿第七页,共六十五页n神经递质神经递质n内分泌激素内分泌激素n局部化学介质局部化学介质n气体信号气体信号n其他其他 细胞间信息物质细胞间信息物质n蛋白质及肽类蛋白质及肽类n氨基酸及其衍生物氨基酸及其衍生物n类固醇激素类固醇激素n脂酸衍生物脂酸衍生物n气体气体化学本质化学本质作用方式作用方式本讲稿第八页,共六十五页细胞间信息物质影响细胞功能的途径细胞间信息物质影响细胞功能的途径种类种类信息物质信息物质受体受体引起细胞内的变化引起细胞内的变化神经神经递质递质乙酰胆碱、谷氨酸、乙酰胆碱、谷氨酸、氨基丁酸氨基丁酸质膜受体质膜受体影响离子通道关闭影响离子通道关闭激素激素蛋白质、多肽及氨
4、基酸蛋白质、多肽及氨基酸衍生物类激素衍生物类激素质膜受体质膜受体引起酶蛋白和功能蛋白的磷酸化引起酶蛋白和功能蛋白的磷酸化和去磷酸化,改变细胞的代谢和和去磷酸化,改变细胞的代谢和基因表达基因表达类固醇激素、甲状腺素类固醇激素、甲状腺素胞内受体胞内受体调节转录调节转录生长生长因子因子类胰岛素样生长因类胰岛素样生长因-1、表皮生长因子、表皮生长因子、血小板血小板衍生生长因子衍生生长因子质膜受体质膜受体引起酶蛋白和功能蛋白的磷酸化引起酶蛋白和功能蛋白的磷酸化和去磷酸化,改变细胞的代谢和和去磷酸化,改变细胞的代谢和基因表达基因表达维生素维生素 维生素维生素A、维生素、维生素D胞内受体胞内受体 调节转录调
5、节转录本讲稿第九页,共六十五页n无机离子:如无机离子:如Ca2+n脂类衍生物:脂类衍生物:如如DAG,花生四烯酸及其代谢产物,花生四烯酸及其代谢产物,Cer(神经酰胺)等(神经酰胺)等n糖类衍生物:如糖类衍生物:如IP3n核苷酸:如核苷酸:如cAMP,cGMPn信号蛋白分子:如信号蛋白分子:如Ras和底物酶和底物酶 细胞内信息分子化学本质化学本质本讲稿第十页,共六十五页n第二信使第二信使(secondarymessenger)Ca2+、DAG、IP3、Cer、cAMP、cGMP、花生四烯、花生四烯酸及其代谢产物等这类在细胞内传递信息的小分子化合物。酸及其代谢产物等这类在细胞内传递信息的小分子化
6、合物。n第三信使第三信使(thirdmessenger)负责细胞核内外信息传递的物质,又称为负责细胞核内外信息传递的物质,又称为DNA结合蛋白,是一类可结合蛋白,是一类可与靶基因特异序列结合的核蛋白与靶基因特异序列结合的核蛋白,能调节基因的转录。能调节基因的转录。本讲稿第十一页,共六十五页第三节 受 体Receptor本讲稿第十二页,共六十五页n 受体与配体的概念n 受体-配体结合的特性n 受体的分类、一般结构及功能 (一)受体的分类 (二)膜受体类型 (三)胞内受体本讲稿第十三页,共六十五页一、受体与配体的概念受体受体(receptor)是细胞膜上或细胞是细胞膜上或细胞内能特异识别生物活性分
7、子并与之结合,内能特异识别生物活性分子并与之结合,然后将识别和接受的信号正确无误地放然后将识别和接受的信号正确无误地放大并传递到细胞内部,进而引起生物学大并传递到细胞内部,进而引起生物学效应的特殊蛋白质,个别是糖脂。效应的特殊蛋白质,个别是糖脂。(一)受体的概念(一)受体的概念本讲稿第十四页,共六十五页(二)配体的概念(二)配体的概念对受体具有选择性结合能力,结合后使对受体具有选择性结合能力,结合后使该细胞产生特定生物效应的生物活性化学信该细胞产生特定生物效应的生物活性化学信号分子,称为配体(号分子,称为配体(ligand)本讲稿第十五页,共六十五页 激动剂激动剂(agonist)拮抗剂拮抗剂
8、(antagonist)-虽然能与受体结合,但并不使靶细胞产生生物效应的虽然能与受体结合,但并不使靶细胞产生生物效应的配体,它可拮抗激动剂的作用配体,它可拮抗激动剂的作用 部分激动剂部分激动剂(partial agonist)-既具有激动作用,又具有拮抗作用的配体既具有激动作用,又具有拮抗作用的配体 反向激动剂反向激动剂(inverseagonist)-又称为负性拮抗剂又称为负性拮抗剂(negative antagonist)或抑制激动或抑制激动剂剂(inhibitory agonist),使靶细胞产生的生物效应使靶细胞产生的生物效应与激动剂引起的效应正好相反与激动剂引起的效应正好相反本讲稿第
9、十六页,共六十五页1.可饱和性可饱和性2.高度亲和力高度亲和力3.高度专一性高度专一性4.可逆性可逆性5.结合的生物学效应结合的生物学效应6.体外重组受体的功体外重组受体的功能再现性能再现性二、受体-配体结合的特性配体浓度配体浓度受受体体饱饱和和度度()配体受体结合曲线配体受体结合曲线本讲稿第十七页,共六十五页1.膜受体膜受体绝大部分是镶嵌糖蛋白绝大部分是镶嵌糖蛋白(一)受体的分类(一)受体的分类三、受体的分类、结构及功能 其配体信号分子为亲水性物质,如其配体信号分子为亲水性物质,如细胞因子,蛋白多肽类激素,水溶性激细胞因子,蛋白多肽类激素,水溶性激素,前列腺素,亲水性神经递质等,不素,前列腺
10、素,亲水性神经递质等,不能通透靶细胞膜进入胞内能通透靶细胞膜进入胞内本讲稿第十八页,共六十五页2.胞内受体胞内受体全部为全部为DNA结合蛋白结合蛋白 某些配体信号分子可以直接穿过靶细胞膜,与细胞某些配体信号分子可以直接穿过靶细胞膜,与细胞浆或细胞核受体相互作用,浆或细胞核受体相互作用,通过调控特定基因的转录,通过调控特定基因的转录,利用基因表达产物的表达上调或下调利用基因表达产物的表达上调或下调,由此启动一,由此启动一系列的生化反应,最终导致靶细胞产生生物效应。系列的生化反应,最终导致靶细胞产生生物效应。本讲稿第十九页,共六十五页1.G蛋白耦联受体蛋白耦联受体2.离子通道受体离子通道受体3.具
11、有内在酶活性的受体具有内在酶活性的受体4.与酪氨酸蛋白激酶活性相关的受体与酪氨酸蛋白激酶活性相关的受体(二)膜受体类型(二)膜受体类型本讲稿第二十页,共六十五页1.G 蛋白偶联受体蛋白偶联受体 (G-proteincoupledreceptors,GPCRs)G蛋白偶联区蛋白偶联区本讲稿第二十一页,共六十五页G蛋白蛋白(guanylatebindingprotein)鸟苷酸结合蛋白鸟苷酸结合蛋白是是一一类类与与GTP或或GDP相相结结合合、位位于于细细胞胞膜膜胞胞浆面的外周蛋白,由浆面的外周蛋白,由、三个亚基组成。三个亚基组成。有两种构象:有两种构象:非非活性型:活性型:亚基与亚基与GDP结合
12、,并与结合,并与、亚基亚基形成异源三聚体形成异源三聚体活性型:活性型:亚基与亚基与GTP结合,并与结合,并与、亚基亚基二聚体分离二聚体分离本讲稿第二十二页,共六十五页本讲稿第二十三页,共六十五页本讲稿第二十四页,共六十五页G蛋白的主要类型蛋白的主要类型本讲稿第二十五页,共六十五页GRCPs的信息转导途径的信息转导途径本讲稿第二十六页,共六十五页两种G蛋白的活性型和非活性型的互变本讲稿第二十七页,共六十五页2.离子通道受体离子通道受体 (Ion-channel receptors)受神经递质等信息受神经递质等信息 物物质调节。当神经递质与他们质调节。当神经递质与他们结合后,可使细胞膜上的离结合后
13、,可使细胞膜上的离子通道打开或关闭,从而改子通道打开或关闭,从而改变膜的通透性变膜的通透性。本讲稿第二十八页,共六十五页(1 1)受体酪氨酸蛋白激)受体酪氨酸蛋白激酶酶(tyrosine-proteinkinase,TPK)系系统统(2 2)受体)受体丝丝氨酸氨酸/苏苏氨酸蛋白激氨酸蛋白激酶酶系系统统(3 3)受体)受体鸟鸟氨酸氨酸环环化化酶酶系系统统(4 4)受体)受体NONO合合酶酶系系统统3.具有内在酶活性的具有内在酶活性的受体受体 (receotors with intrinsic enzymatic activity)本讲稿第二十九页,共六十五页含TPK结构域的受体EGF:表皮生长因
14、子表皮生长因子IGF-1:胰岛素样生长因子胰岛素样生长因子PDGF:血小板衍生生长因子血小板衍生生长因子FGF:成纤维细胞生长因子成纤维细胞生长因子细胞膜本讲稿第三十页,共六十五页TGF的型和型受体 丝氨酸丝氨酸/苏氨酸苏氨酸蛋白激蛋白激酶活性酶活性本讲稿第三十一页,共六十五页配体配体非催化型受体非催化型受体活化活化JAKs激活激活STAT调节基因转录调节基因转录*非催化性受体非催化性受体*JAKs(januskinases)*信号转导子和转录激动子信号转导子和转录激动子(signaltransductorsandactivatorsoftranscription,STAT)4.与酪氨酸蛋白激
15、酶活性相关的受体与酪氨酸蛋白激酶活性相关的受体本讲稿第三十二页,共六十五页干扰素激活干扰素激活JAK、STAT,并诱导,并诱导STAT复合体核复合体核内转移及调节基内转移及调节基因转录机制因转录机制本讲稿第三十三页,共六十五页位于胞浆和细胞核内,多为位于胞浆和细胞核内,多为DNA结合蛋白,当与相结合蛋白,当与相应配体结合后,能与应配体结合后,能与DNA分子结合,调节基因转录。分子结合,调节基因转录。能与此型受体结合的信息物质有类固醇激素、甲能与此型受体结合的信息物质有类固醇激素、甲状腺素和维甲酸等。状腺素和维甲酸等。(三)胞内受体(三)胞内受体(intracellularreceptor)本讲
16、稿第三十四页,共六十五页(1)DNA结合区:含锌指结构,与结合区:含锌指结构,与DNA结合结合(2)核定位序列:引导受体向核内移动核定位序列:引导受体向核内移动(3)激素结合区:使受体二聚化;激活转录激素结合区:使受体二聚化;激活转录(4)受体调节区:具转录激活作用受体调节区:具转录激活作用受体调节区受体调节区DNA结合区结合区激素结合区激素结合区NH2COOH核定位核定位序列序列本讲稿第三十五页,共六十五页不同类型受体介导的信号转导模式本讲稿第三十六页,共六十五页第四节 细胞膜受体作用机制Mechanism of Signal Transduction by Membrane Recepto
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