生物化学第十七章激素
生物化学部分激素介绍
一、含氮激素（一）肾上腺素1.结构及生成肾上腺髓质分泌的激素有肾上腺素和去甲肾上腺素（正肾上腺素）。
这两种物质也是交感神经末梢的化学介质。
二者均由酪氨酸转变而来。
酪氨酸在酪氨酸酶催化下羟化、脱羧、再羟化，生成正肾上腺素，再甲基化则成为肾上腺素。
2.生理功能肾上腺素在生理上的作用与交感神经兴奋的效果很相似，都对心脏、血管有作用，可使血管收缩，心脏活动加强，血压急剧上升，但它对血管的作用是不连续的。
另一方面，它可促进分解代谢，尤其是对糖代谢影响最大，可加强肝糖原分解，迅速升高血糖。
这种作用是机体应付意外情况的一种能力。
此外，它还有促进蛋白质、氨基酸及脂肪分解，增强机体代谢，升高体温等作用。
去甲肾上腺素的作用有所不同，它对血管作用强，是加压剂，而肾上腺素是强心剂，使心跳加速。
去甲肾上腺素对糖代谢的作用较弱，只有肾上腺素的二十分之一。
麻黄碱的化学结构与生理功能都与肾上腺素相似，在药物上可代替肾上腺素，这类物质称为拟肾上腺素。
3作用机制肾上腺素与细胞表面受体结合，使偶联的腺苷酸环化酶活化，催化ATP分解为cAMP和焦磷酸。
cAMP使蛋白激酶活化，蛋白激酶可活化磷酸化酶激酶，后者再激活磷酸化酶，使糖原分解。
这是一个五级的级联放大，信号被放大了300万倍，由10-8－10-10M的肾上腺素在几秒之内产生5mM的葡萄糖。
肾上腺素还可使肌糖原分解，产生乳酸；使脂肪细胞中的三酰甘油分解产生游离脂肪酸。
此外，蛋白激酶还能使许多蛋白质磷酸化，如组蛋白、核糖体蛋白、脂肪细胞的膜蛋白、线粒体的膜蛋白、微粒体蛋白及溶菌酶等。
（二）甲状腺素1.结构和生成甲状腺素主要是四碘甲腺原氨酸(T4)，也有少量三碘甲腺原氨酸(T3)和反三碘甲腺原氨酸(rT3)。
甲状腺过氧化物酶首先催化碘离子生成活性碘(I2)，再使甲状腺球蛋白中的酪氨酸碘化，生成3,5-二碘酪氨酸(DIT)。
两分子DIT再作用形成甲状腺素。
当甲状腺球蛋白被溶酶体中的蛋白酶水解后，T3、T4被放出，与肝脏合成的甲状腺素结合球蛋白结合而运输。
生物化学第17章激素
垂体前叶激素
(生长激素) 生长激素)
生长激素（ 生长激素（growth hormone）是一种蛋白质。 ）是一种蛋白质。 不同动物的生长激素分子量从20000到50000不等， 到 不等， 不同动物的生长激素分子量从 不等 人的生长激素分子量为21500，由191个氨基酸残 ， 人的生长激素分子量为 个氨基酸残 基组成。 基组成。
甲状腺激素的合成
I I
肾 上 腺 素 的
肾上腺素及 正肾上腺素（ 正肾上腺素 （ 即 去甲肾上腺素） 去甲肾上腺素 ） 是由肾上腺髓质 合成和分泌的， 合成和分泌的 ， 其生物合成的前 体是酪氨酸。 体是酪氨酸。
合 成
固醇类激素的合成
各种固醇类激素（ 各种固醇类激素（steroid hormone）的 ） 生物合成都是从胆固醇开始的。而固醇 （sterol）又是由乙酰 ）又是由乙酰CoA开始经异戊二烯合 开始经异戊二烯合 成的。 成的。
甲状腺激素的作用
甲状腺激素包括甲状腺素和三碘甲腺原氨 它们的作用是刺激糖、 蛋白质、 酸 ， 它们的作用是刺激糖 、 蛋白质 、 脂肪和盐 的代谢， 促进机体生长发育和组织的分化， 的代谢 ， 促进机体生长发育和组织的分化 ， 对 中枢神经系统、 循环系统、 造血过程以及肌肉 中枢神经系统 、 循环系统 、 活动等都有显著的作用。 活动等都有显著的作用 。 总的表现是增强机体 新陈代谢， 引起耗氧量及产热量增加， 新陈代谢 ， 引起耗氧量及产热量增加 ， 并促进 智力与体质的发育。 智力与体质的发育。
生物化学课件 激素
概念早期概念：由动物器官产生，通过血液到达靶器官，并产生特异激动效应的一类化合物现在概念：由内分泌腺或内分泌细胞分泌的高效生物活性物质，在体内作为信使传递信息，对机体生理过程起调节作用的物质。
是一类不参与具体的新陈代谢只对某特定代谢和生理过程起调节控制作用的一类微量化学信息分子广义概念：多细胞生物体内（不论来源是细胞、组织或腺体，凡具有特殊生理作用的内分泌物），协调不同细胞活动的化学信使。
它使高等生物体细胞、组织和器官，既分工又协作（1）内/远距分泌：内分泌腺分泌激素进入血液循环转运至远距离靶细胞产生效应（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：体内分泌但排出体外，通过空气、水等传播，引起同种生物产生生理效应激素的分泌量随机体内外环境的改变而增减。
正常情况下，各种激素的作用是相互平衡的，但任何一种内分泌腺机能发生亢进或减退，都会破坏分泌和功能平衡，扰乱正常代谢及生理功能，从而影响机体的正常发育和健康，甚至引起死亡。
激素的化学本质/分类Nitrogenous hormones[含氮激素类]氨基酸衍生物激素多肽及蛋白质类激素胺类激素Steroid[固醇类激素]甾醇类激素P551 表17-1 17-2Derivatives of fatty acid[脂肪酸衍生物激素（二十碳四烯酸）]含氮激素包括蛋白质、肽、儿茶酚等水溶性大分子，不易通过细胞膜。
通过与膜受体结合，诱导生成第二信使，将信号转导入细胞内胺类激素：儿茶酚AA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、黄体生成素垂体、下丘脑、甲状腺、甲状旁腺、肾上腺髓质、胰岛、肠黏膜、胃黏膜等分泌的激素是含氮激素p551-552表17-1甾体激素（甾醇类激素）包括肾上腺皮质、性腺、胎盘等分泌的激素都属此类。
类固醇激素等小分子脂溶性激素，可以透过细胞膜进入细胞内，在细胞内与胞浆受体结合，形成激素胞浆受体复合物，复合物通过变构就能透过核膜，再与核内受体相互结合，转变为激素-核受体复合物，促进或抑制特异的mRNA合成，再诱导或减少新蛋白质的合成。
生物化学 激素
（二）肾上腺素
肾上腺素是肾上腺髓质的主要激素，主要影响糖代 谢，且其影响与胰岛素有拮抗作用。它可促进肝糖 原分解和肌糖原酵解，使血液中乳酸和血糖水平升 高，并有增强糖异生的作用
肾上腺素的上述生理功能在临床上表现为使心脏收 缩力加强、血压升高、改善心脏供血，因此是一种 作用快而强的强心药。我国麻黄素（ephedrine）的 化学结构和生理作用与肾上腺素相似，在医疗上可 代替肾上腺素。
（四）松果腺素
松果腺素的明确作用尚待鉴定，但它对中枢 神经系统和对各种内分泌器官（如垂体、性 腺、肾上腺等）的分泌作用都有影响。例如， 它有抑制垂体释放促性腺激素的作用。松果 腺素的分泌与光刺激有关，所以有昼夜波动。
二、甾体类
脊椎动物的甾体类激素包括肾上腺皮质激素 和性激素两类。
（一）肾上腺皮质激素，分为两类： ①糖皮质激素：如皮质醇、皮质酮等，由皮质
4. 内分泌激素的作用距离最远，大多数激素属于这一类；旁分泌 激素只作用于邻近的靶细胞；自分泌激素则作用于分泌细胞自 身，也就是自身的自我调节。
第二节 主要激素的化学与生理生化 功能
一、氨基酸衍生物பைடு நூலகம்: 这类激素由氨基酸衍变而来，包括甲状腺
分泌的甲状腺素、肾上腺髓质分泌的肾上腺 素、肠道色细胞分泌的5-羟色胺以及松果腺 体分泌的松果腺素等。
剂除用于雄激素分泌不足的替代疗法外，还可用 于贫血、营养不良、消耗性疾病、促进骨折伤口 愈合等疾病的治疗。目前已有人工合成的类似物， 如甲基睾丸酮、丙酸睾丸酮等。
2．雌性激素
雌性激素（estrogen）主要有雌激素和孕激素两类。 卵巢的卵泡和黄体分泌雌激素，常见的有雌二醇 (estradiol)、雌酮和雌三醇三种，他们的生理活性相 差很大，其中以雌二醇的活性最强，
生物化学激素授课PPT
氨基酸衍生物
如甲状腺素、肾上腺髓质激素等。
肽类激素
如生长激素、胰岛素等。
生物化学激素的作用机制
信号转导
调节代谢
生物化学激素通过与靶细胞膜上的受体结 合，引发一系列的信号转导反应，最终调 节靶细胞的生理活动。
生物化学激素可以调节糖、脂肪和蛋白质 等物质的代谢过程，维持机体内环境的稳 态。
生长发育
免疫功能
自身调节
内分泌腺或内分泌细胞内部的理 化因素变化，也会影响生物化学 激素的分泌量。
体液பைடு நூலகம்节
某些激素或代谢产物通过血液循 环到达靶组织，调节生物化学激 素的分泌量。
生物化学激素的代谢
生物化学激素的分解代谢
生物化学激素在体内经过分解代谢，被降解为简单的化合物 ，如氨基酸、糖等。
生物化学激素的排泄
生物化学激素经过代谢后，其产物通过肾脏、肝脏等器官排 泄至体外。
01
生物化学激素与生 理功能
生物化学激素与生殖功能
生殖功能调节
生物化学激素在生殖过程中起着 重要的调节作用，如促性腺激素 、性激素等，它们影响生殖器官 的发育和功能，维持生殖健康。
生殖周期调控
生物化学激素参与生殖周期的调 控，如月经周期、排卵等，通过 调节生殖细胞的增殖、分化和凋 亡，维持生殖系统的正常运转。
生物化学激素在疾病治疗中的研究进展
乳腺癌治疗
研究雌性激素在乳腺癌发生和发展中的作用机制，为乳腺癌的预 防和治疗提供新的策略。
糖尿病治疗
研究胰高血糖素、胰岛素等激素在糖尿病中的作用机制，为糖尿 病的治疗提供新的药物靶点。
神经退行性疾病治疗
研究神经递质等生物化学激素在神经退行性疾病中的作用机制， 为神经退行性疾病的治疗提供新的思路。
《生物化学》课件-激素作用机制
受体构象变化，然后激素-受体复合物激活 膜内的G蛋白。
无活性的G蛋白（Gβγα -GDP）发生 GTP-GDP交换，形成有活性的G蛋白 （Gs），其催化亚基Gα—GTP解离出来，
扩散到细胞内，激活其效应子（腺苷酸环 化酶、PLC、K+通道等）。
肾上腺素在促进糖 元分解中的级联放 大作用（下图）：
（二）肌醇三磷酸（IP3）及钙（Ca2+）— 钙调蛋白激酶途径
1、信号转导过程 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）。后者可将磷 脂酰肌醇-4,5-二磷酸（phosphatidyl inositol 4,5bisphosphosphate PIP2）水解成二脂酰甘油（DAG）及 1,4,5-肌醇三磷酸（inosinol -1,4,5-trisphosphate IP3）， 这二者都是第二信使。
结合域：决定其结合配体的特异性。 功能域：参与转导信息。
4、受体的类型
细胞膜受体 细胞内受体
①受体—离子通道型 结构特点：由数个亚基组成，每个亚基均
有胞外、胞内和跨膜三个结构域，亚基的某些 区段共同构成离子通道。
信息传递：结合域与配体（激素）结合后，
受体变构，使通道开放或关闭，引起或切断离 子的跨膜流动，从而传递信号。
★信息传递： 激素与受体结合后，受体首先 自身磷酸化，然后进一步磷酸化其它效应蛋白。
④受体—转录因子型
★结构特点：位于细胞内， DNA结合蛋白。 ★信息传递：激素直接进入细胞内并与细胞内 受体结合，活化的激素—受体复合物转移入核 内，与所调控基因的特定部位结合，然后启动 转录。
生物化学激素的作用机理
激素的调节效应是由专一性激素受体介导的。
激素到达靶细胞后，与相应的受体结合，形成激素－受体复合物，后者将激素信号转化为一系列细胞内生化过程，表现为调节效应。
两类定位不同的受体，发挥调节作用的机理不同。
通过表面受体起作用的激素，调节酶的活性，其效应快速、短暂；通过细胞内受体起作用的激素，调节酶的合成，其效应缓慢、持久。
一、分类1. cAMP机制，如肾上腺素2. 磷酸肌醇机制，如5-羟色胺3. 酪氨酸激酶机制，如胰岛素4. 基因表达机制，如类固醇激素二、第二信使模式（一）第二信使含氮激素有较强的极性，不能进入靶细胞（甲状腺素例外），通过与靶细胞表面受体结合发挥作用。
这些激素称为第一信使，与受体结合后，在细胞内形成传递信息的第二信使，发挥作用。
激素的前三种作用机制都属于第二信使模式。
已经发现的第二信使有cAMP、cGMP、Ca2+、三磷酸肌醇(IP3)和二酰甘油(DAG)等。
他们具有以下特点：1.由激素引发形成2.合成与灭活容易（可通过一步反应完成）3.浓度低（在10-7mol/L以下），变化大，寿命短4.生成与灭活都受激素控制，能及时有效地调控其浓度水平5.能调节细胞的代谢。
（二）第二信使的生成激素－受体－第二信使调节系统的膜内装置包括三部分：受体、G蛋白和催化第二信使形成的酶。
G蛋白是一系列鸟苷酸结合调节蛋白。
形成激素－受体复合物后，受体变构，导致复合物与结合着GDP的专一G蛋白结合，形成三元复合物，然后G蛋白变构，复合物解体，生成G-GTP复合物，此复合物再与有关酶结合，使其活化，形成第二信使。
最后G蛋白的GTP酶活性将GTP水解为GDP，释放出无活性的酶，准备下一次反应。
在专一性G蛋白的转导下，腺苷酸环化酶与鸟苷酸环化酶分别催化cAMP、cGMP的生成。
磷脂酶C催化二磷酸磷脂酰肌醇(PIP2)水解，生成1,4,5-三磷酸肌醇(IP3)和二酰甘油(DAG)。
（三）第二信使的作用多数第二信使通过直接活化蛋白激酶发挥调节作用。
生物化学课件第十七章药物在体内的转运和代谢转化
• 硫酸供体
– 3´－磷酸腺苷5´－磷酸硫酸( PAPS)
• 催化酶
– 硫酸转移酶 (sulfate transferase )
O
O
PAPS PAP
HO
HO3SO
雌酮
雌酮硫酸酯
•
3、酰基化反响
OCNH 2NH
OCNHNH3COCH
N
异烟肼
+CH3CO~CoA
乙酰辅酶A
+ HS-CoA
N
乙酰异烟肼
RH
+
NADPH
+
H+
+
加单氧酶〔羟化酶〕
O2
ROH
+
NADP+
+
H2O
A、芳香环的羟化 苯羟化生成苯酚 乙酰苯胺羟化生成乙酰氨基酚或邻羟基乙酰苯胺 水杨酸胺羟化生成龙胆酰胺
邻羟基乙酰苯胺
有许多化学致癌物质在进入体内生物转化以前没有致癌作 用，但经生物转化后有了很强的致癌作用
多芳香烃：3、4-苯并吡、甲基胆蒽、黄曲霉毒素等加单 氧形成环氧化物有很强的致癌作用
六、对某些发病机制的解释
α-乙酰氨基芴的致癌原理也有类似作用
七、为合理用药提供依据
2)脱烃基 包括N-脱烃基、O-脱烃基、S-脱烃基
A、N-脱烃基 仲胺或者叔胺脱去羟化 6〕脱硫代氧
〔2〕微粒体药物氧化酶作用机制：
催化上述药物氧化反响的酶系存在于肝细胞光滑 型内质网〔微粒体〕，称为药物氧化酶系，它与 正常代谢物在细胞线粒体进行的生物氧化不同， 需要复原剂NADPH和分子氧。反响中的一个氧原 子被复原为水。另一个氧原子参加到底物分子中， 所以也称为混合功能氧化酶。
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雌激素：雌二酮、孕 酮
雄激素：睾酮
绒毛膜促性腺激素(CG)
生长激素
甲状旁腺激素
甲状腺激素
降钙素
加压素
胰高血糖素
肾上腺素
去甲肾上腺素
促脂解素 促黑色细胞素
生物化学第十七章激素
通过磷酸肌醇级联起 作用的激素
某些含氮激素等
1、 通过cAMP方式起作用的激素 （反应快、几分钟）
大部分含氮激素通过 生成cAMP、引起机体组织 产生多种生理效病
甲状腺素 (T4)二碘甲 腺原氨酸
(T3)
甲状 腺
含碘 氨基
酸
(1) 促进蛋白质、脂肪和胆
固醇合成，促进糖异生作用，
促进糖元分解，骨骼中钙代 谢，加速脂肪动员、分解， 加速胆固醇转化为胆酸(2) 维 持机体正常生长(3) 强化交 感神经
甲状腺机能 亢进（“甲 亢”）或甲 状腺机能减
•
生物化学第十七章激素
3、作用：与交感神经兴奋相似
① 使血管收缩、心脏活动加强、血压急剧上升，但对血 管作用不持续
② 肾上腺素是促进分解代谢的重要激素，如糖代谢、肝 糖分解、升高血糖
③ 具有促进蛋白质、AA及脂肪分解、增强机体代谢、升 高体温等作用 表8-4 肾上腺素及正肾上腺素作用的比较
激素
代 谢 上作用
生物化学第十七章激素
三．激素的作用机理
通过cAMP方式起作用的激素 通过激活基因形成诱 通过酪氨酸激酶起
导酶起作用的激素
作用的激素
促肾上腺皮质激素(ACTH)
糖皮质激素
胰岛素
促甲状腺激素(TSH)
盐皮质激素：醛甾酮 表皮生长因子
促黄体生成激素(LH)
促卵泡激素(FSH) 催乳激素(LTH)
促性 腺 激 素
其二，根据激素的分子结构类型分为 (1) 氨基酸及其衍生物类，如甲状腺素、肾上腺素等。 (2) 肽与蛋白质类，如各种脑下垂体激素、甲状旁腺
激素、胰岛素等。 (3) 脂肪酸衍生物类，如前列腺类。 (4) 类固醇类，如各种肾上腺皮质激素、性腺激素等。
生物化学第十七章激素
1．氨基酸及其衍生物类激素
激素
分泌 化学 腺体 本质
生物化学第十七章激素
2． 研究进展 60年代： 分析某些激素的分子结构 80年代 ：发现激素与细胞膜or细胞核中
受体结合，而对机体进行调节
3． 激素的五个特征 ① 由体内特殊的内分泌腺产生的 ② 激素与受体是高度专一的，而且是高度亲和的， 作用于特异的靶细胞 ③ 激素效应是显著的,极低的浓度就产生很显著的 作用 ④激素有反馈作用，分泌更适合于内外环境的变化 ⑤激素的分泌是断续性的或周期性的，根据体内的 需要分泌
3生，物化5学，第十3七‘，章激5素’-四碘甲状腺原氨酸
1、甲状腺素T4及三碘甲状腺原氨酸T3的
结构及生成
• 2I-－H－2O→2 I2（活性碘）－酪－氨酸→ 一碘酪氨酸
碘过氧化物酶
（MIT）
－－－－－－→3，5-二碘酪氨酸
（DIT）
• 碘化过程：发生在甲状腺球蛋白中的酪氨 酸残基上
生物化学第十七章激素
2、甲状腺素生理作用
• 1． 刺激糖、蛋白质、脂肪和盐的代谢 2． 促进机体生长发育和组织的分化 3． 对中枢神经系统，循环系统，造血过 程，肌肉活动有显著作用
总的表现是增强机体新陈代谢，引起耗氧 量及产热量的增加，并促进智力与体质的发 育。
膳食中缺少碘常有甲状腺肿大和甲状腺 素分泌不足的症状，服用碘盐和海带有预防 和治疗的作用。
生 理 上作用
肾上腺素
正肾上腺 素
对心脏作用大，强心 对糖代谢作用很大、升高
剂（使心跳加速）
血糖
对血管作用大，加压 剂（使血管收缩）
对糖代谢作用比肾上腺素 弱，只其作用的二十分之
一
生物化学第十七章激素
（二）．甲状腺分泌的三种激素---甲状腺素、降钙素及三碘甲状腺原氨酸
• 两分子DIT再作用形成甲状腺素：
降钙素
旁腺的腺泡旁 细胞（“C细
胞”）
32肽
加强成骨细胞的 活动，促进骨组 织钙化，从而使 血钙水平降低
生物化学第十七章激素
主要 紊乱 疾病
二、 含氮激素—AA衍生物类激素
（一）、 肾上腺髓质的激素--肾上腺素
1、化学结构、生成及生理功能
生物化学第十七章激素
2、合成：肾上腺素及正肾上腺素均由酪氨酸 转变而来
第十七章 激素
一、概述 二、激素的合成与分泌 三、重要激素举例 四、激素的作用机制研究
生物化学第十七章激素
一 ．概 述
1． 定义－－激素是在1904年提出的，是生 物体内特殊组织或腺体产生的，直接分泌到 体液中（若是动物，则指血液、淋巴液、脑 脊液、肠液），通过体液运送到特定作用部 位，从而引起特殊激动效应（调节控制各种 物质代谢or生理功能）的一群微量的有机化 合物。 因此，把这类化学物质看作是生物体内的"化 学讯息"。
生物化学第十七章激素
（1）cAMP在肾上腺素生物学功能中的 作用
cAMP发现 动物肝脏（匀浆）－→（肾上腺素作用于） 水不溶部分－－－→ 引起某种酶促作用－→ 产生一种对热稳定的小分子物质（）－→作 用于水溶部分－→使磷酸化酶b （无活性） －－→ 磷酸化酶a （有活性） 经分离鉴定小分子物质，即3’，5’-cAMP 咖啡因与茶碱与那些利用cAMP为细胞内 信使的激素一起，相互起协同作用。是磷酸 二酯酶抑制剂，阻碍cAMP分解。
退
肾上腺素、 肾上
去甲肾上 腺髓
腺素
部
酪氨 酸衍 生物
使心跳加快、加强，动 脉血压升高，使心脏平 滑肌松弛，促进糖元、
脂肪分解
生物化学第十七章激素
2．肽与蛋白质类激素
激素
分泌腺体
化学本 质
生理生化功能
甲状旁 腺激素
甲状旁腺
蛋白质
加强破骨细胞的 活动，使骨组织 溶解，释放钙、 磷入血，血钙水
平升
甲状腺及甲状
生物化学第十七章激素
（一）． 激素的分泌
① 激素的分泌随机体内外环境的改变而增减 ② 正常情况下,各种激素的作用是相互平衡的
激素 神经激素 神经递质
生物化学第十七章激素
（二）． 激素的化学本质
其一，根据激素的化学本质可分为 ┌ ① 含氮激素(蛋白质、多肽、AA衍生物)
三类│ ② 甾醇类激素 └ ③ 脂肪酸衍生物激素（二十碳四烯酸）
含氮激素－→ 靶细胞特异受体结合 （第一信使）
→触发Gs蛋白-GTP复合体
→cAMP酶激活
→催化ATP 形成cAMP （第二信使）
→引起一系列相关反应 （级联放大）
└→必须先激活
细胞内的蛋白激酶，再进一步诱发各种功能单位
产生相应的反应。所以，cAMP 起着信息传递和
放大作用
生物化学第十七章激素
生物化学第十七章激素