激素及其受体介导的信号转导
激素信号转导途径报告
激素信号转导途径报告激素信号转导途径是维持生物体正常生理功能的关键机制之一。
它充当着细胞间通信的桥梁，使得生物体能够适应内外环境的变化，并做出相应的反应。
本文将重点介绍三个典型的激素信号转导途径：雌激素信号通路、胰岛素信号通路以及甲状腺激素信号通路。
雌激素信号通路是调控动物繁殖系统发育与功能的关键途径。
雌激素主要通过与细胞内的雌激素受体结合，并激活下游信号分子，实现生理效应。
在哺乳动物中，雌激素对于雌性性腺的发育和功能具有重要影响。
在人体内，雌激素信号通路参与了女性的月经周期、妊娠和绝经等过程。
雌激素信号通路中的关键分子包括雌激素受体、磷酸酰肌醇激酶、蛋白激酶C和丝氨酸/苏氨酸激酶等。
这些分子在细胞间传递信号，调节基因表达、细胞增殖和分化，从而影响生殖系统的发育和功能。
胰岛素信号通路是调控葡萄糖代谢的关键途径。
胰岛素主要由胰腺内的β细胞分泌，其作用是促进组织细胞对葡萄糖的摄取和利用，从而维持血糖水平的稳定。
胰岛素信号通路中的关键分子包括胰岛素受体、胰岛素受体底物、细胞内信号转导分子、糖原合成酶和糖元分解酶等。
当胰岛素受体与胰岛素结合时，胰岛素受体底物会磷酸化，启动一系列的信号传递，并最终促进葡萄糖摄取和利用。
胰岛素信号通路的异常会导致糖尿病等代谢性疾病的发生。
甲状腺激素信号通路是调控能量代谢的关键途径。
甲状腺激素对于机体的正常生长发育和能量代谢具有重要作用。
甲状腺激素主要通过与细胞膜上的甲状腺激素受体结合，并通过影响核内基因转录和细胞质内代谢酶活性，调节能量代谢。
甲状腺激素信号通路中的关键分子包括甲状腺激素受体、蛋白激酶A和蛋白酪氨酸磷酸酶等。
这些分子在细胞内传递甲状腺激素信号，调节代谢速率、热产生和体重平衡。
甲状腺激素信号通路的紊乱会导致甲状腺功能减退等疾病的发生。
总而言之，激素信号转导途径在维持生物体正常生理功能中起着重要的调控作用。
雌激素信号通路、胰岛素信号通路和甲状腺激素信号通路分别参与了生殖系统发育与功能、葡萄糖代谢以及能量代谢等生理过程。
雌激素受体信号转导途径和功能
Ｈ ｐ ０裂 解 ， 为 独 立 的 二 聚 体 结 构 。这 种 二 聚 体 结 构 与 雌 ｓ９ 成
生。心血管疾病 （ Ｖ ， Ｃ Ｄ） 如冠 状 动 脉 疾 病 （ Ａ 和 高 血 压 Ｃ Ｄ） （Ｔ Ｈ Ｎ型） 在妇女绝 经前 低 于同年 龄 的男 子… 。但是 当女 性 绝经 后 内源性雌激 素水平降低 时 ， ９ ％的妇女 会发 生心 血 约 ５ 管疾 病 。由于在未 来 ４ ０年全球绝 经后妇 女人数 预计要 增
善 纤 溶 和 抗 纤 溶 平 衡 、 进 抗 氧 化 性 能 和 血 管 活 性 分 子 的 产 促
的基 因的表达进行 调 控 。核 雌激 素 受 体是 调 节 雌激 素 复
合物功能 的转 录因子 ， 即使 没有直接结合到靶基 因的 Ｄ Ａ上 Ｎ 也 可 以通 过 其 他 类 蛋 白质 相 互 作 用 ， 而 调 控 基 因 表 达 ｊ 从 。
发挥雌激素 的作 用。这种非 经典 的信 号通路 的 出现 ， 被认 为
雌 激 素 受 体 可 以调 节 基 因 表 达 的一 个 独 特 的 机 制 。 ２ 雌 激 素 受 体 信 号 传 导 的经 典 途 径
雌激 素对机体 的作 用主要 通过 与雌激 素受 体 （ Ｒ） Ｅ 的结 合 实
随着 人们对膜雌激 素受体 的认识 ， 激素 作用 的非 经典 雌 途径 的研 究更加深入 。介导非 经典途径 的膜雌 激素受体有 多 种 ， 中 比较重 要 的是 Ｇ蛋 白偶 联的雌 激素受 体 Ｇ Ｅ 其 Ｐ Ｒ。人
激素的受体和信号转导通路
激素的受体和信号转导通路激素是一类能够在机体内产生多种生理效应的化学物质，它们通过与特定的受体结合，触发一系列信号转导通路，最终产生相应的生理反应。
受体和信号转导通路是激素效应发挥的重要环节，也是激素生物学研究的重要方向。
一、激素受体激素受体是位于细胞浆或细胞膜上的蛋白质，它们能够与相应的激素结合，形成激素-受体复合物，从而启动相应的生理反应。
根据激素分子的生化性质和作用机制，激素受体可以分为两大类：核受体和细胞膜受体。
1. 核受体核受体是一类蛋白质，其结构特点是含有一个DNA结合域和一个激素结合域。
当激素结合到核受体上时，激素-受体复合物能够结合到某些DNA序列上，调控目标基因的表达。
核受体包括雌激素受体（ER）、雄激素受体（AR）、孕激素受体（PR）等。
它们在细胞内发挥重要作用，如平衡雌激素和雄激素水平、维持妊娠状态等。
此外，核受体还是许多类型肿瘤治疗的重要靶点，如能够选择性地抑制ER的药物tamoxifen和fulvestrant等。
2. 细胞膜受体细胞膜受体是一类膜蛋白，其结构特点是跨越细胞膜，激素能够通过这些受体传递细胞外信息到细胞内，从而启动相应的生理反应。
细胞膜受体包括酪氨酸激酶受体（TKR）、鸟苷酸环化酶耦合受体（GCPR）等。
它们在细胞外通讯和许多生理过程中都发挥重要作用，如控制血管的舒张收缩、维持肝脏功能等。
二、激素信号转导通路激素信号转导通路是指激素与受体结合后，在细胞内触发一系列的化学反应，导致目标基因的表达发生改变，从而实现生理效应。
激素信号转导通路的过程可以分为四个主要步骤：受体激活、信号传递、响应调控和终止/反馈控制。
1. 受体激活当激素结合到受体上时，激素受体经历构象变化，从而使其组装成激素-受体复合物，并启动下一步的信号传递。
2. 信号传递激素-受体复合物可以直接或间接激活一系列信号转导蛋白，如蛋白激酶、磷酸酯酶等，进而激活下游的一系列信号转导通路。
这些通路包括cAMP/PKA、PLC/IP3、PIP2/DAG/PKC、Ras/Raf/MEK/ERK等。
生长激素受体及其介导的信号转导
Ｆｉｇ．１ Ｔｈｅ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ ｏｆ ｈｕｍａｎ ＧＨＲ ｇｅｎｅ ［ ２ ］
收稿日期：２００４－０６－０４ 接受日期：２００４－０８－２７ 国家自然科学基金（Ｎｏ．３０３７０８７６， Ｎｏ．３９７７０４２０， Ｎｏ．３０１００１１５）； 浙 江省自然科学基金（Ｎｏ．３００２５５）和成都大熊猫繁育研究基金（Ｎｏ．２０００－１９）资 助项目 ＊通讯作者。Ｔｅｌ： ０５７１－８８２７３３２５， Ｅ－ｍａｉｌ： ｍｙｚｈｕ＠ｚｊｕ．ｅｄｕ．ｃｎ
张明哲等： 生长激素受体及其介导的信号转导
５１
Ｆｉｇ．３ Ｓｃｈｅｍａｔｉｃ ｒｅｐｒｅｓｅｎｔａｔｉｏｎ ｏｆ ＧＨ ｉｎｔｒａｃｅｌｌｕｌａｒ ｓｉｇｎａｌ ｔｒａｎｓｄｕｃｔｉｏｎ ｐａｔｈｗａｙ［１９］
ａｃｔｉｖａｔｅｄ ｐｒｏｔｅｉｎ ｋｉｎａｓｅ， ＭＡＰＫ）途径［１４，１５］，（３）蛋白激酶 Ｃ （ｐｒｏｔｅｉｎ ｋｉｎａｓｅ Ｃ， ＰＫＣ）途径［１６］，（４）胰岛素受体底物 （ｉｎｓｕｌｉｎ ｒｅｃｅｐｔｏｒ ｓｕｂｓｔｒａｔｅ， ＩＲＳ）途径［１７，１８］。 ３ ． ３ Ｇ Ｈ Ｒ 信号转导的负向调节
细胞受体信号转导的精确调控是通过负向调节 信号因子的数量和作用时间来实现的。到目前为止， 研究表明至少有 ３ 种蛋白质家族参与阻止 ＪＡＫ／ＳＴＡＴ 信号途径（图 ３）： 磷酸酯酶家族，如包含ＳＨ２区的酪 氨酸磷酸酯酶（ＳＨ２ ｄｏｍａｉｎ－ｃｏｎｔａｉｎｉｎｇ ｐｒｏｔｅｉｎ ｔｙｒｏｓｉｎｅ ｐｈｏｓｐｈａｔａｓｅ， ＳＨＰ－１），细胞因子信号转导抑制因子 （ｓｕｐｐｒｅｓｓｏｒ ｏｆ ｃｙｔｏｋｉｎｅ ｓｉｇｎａｌｌｉｎｇ， ＳＯＣＳ）家族［２０］，ＳＴＡＴ 活化的蛋白质抑制因子（ｐｒｏｔｅｉｎ ｉｎｈｉｂｉｔｏｒ ｏｆ ａｃｔｉｖａｔｅｄ ＳＴＡＴ， ＰＩＡＳ）家族。抑制机制各异。以 ＳＯＣＳ 为例， （１） 它们能和磷酸化的 ＪＡＫ２ 紧密结合，其上的激酶 抑制区（ｋｉｎａｓｅ ｉｎｈｉｂｉｔｏｒｙ ｒｅｇｉｏｎ， ＫＩＲ）导致ＪＡＫ２失 活；（２ ）Ｓ Ｏ Ｃ Ｓ 能和 Ｓ Ｔ Ａ Ｔ 竞争，阻止 Ｓ Ｔ Ａ Ｔ 和受体 结合；（ ３ ） 能够使信号蛋白泛素化，并随后降解。 近来的研究表明，雌激素就是诱导了 ＳＯＣＳ－２ 蛋白 的大量合成而抑制了 ＪＡＫ２ 的下游诱导，从而发挥 了负向调节的作用［２１］，与此类似，营养不良则导致 了 Ｓ Ｏ Ｃ Ｓ － ３ 的过量表达，从而阻碍了 Ｇ Ｈ 相关的生 长调控［ ２ ２ ］ 。 ３ ． ４ Ｇ Ｈ Ｒ 的降解和信号终结
植物的激素受体及信号传导研究
植物的激素受体及信号传导研究植物生长的调控和响应外界环境的变化，离不开植物内部的信号传导网络。
其中，植物激素的作用被广泛研究，并且在农业生产和生态保护等领域有广泛应用。
本文将对植物激素的受体及信号传导机制进行介绍。
1. 植物激素的种类植物体内存在多种类型的激素，例如：赤霉素、生长素、细胞分裂素、赤素、乙烯和脱落酸等。
不同类型的激素，在植物生长和发育的过程中具有不同的作用。
2. 激素受体的分类激素受体是植物体内接受激素信号的关键元件，根据相应的激素类型，植物激素受体通常分为以下几种：（1）细胞分裂素受体：细胞分裂素受体通常包括TIR1（转位因子), AFB1、AFB2、AFB3等一系列蛋白，这些蛋白通过与细胞分裂素绑定，参与细胞周期调控。
（2）赤霉素受体：赤霉素受体包括GID1（GA模拟物识别蛋白）家族蛋白，通过与赤霉素反应，参与植物生长发育的调节。
（3）生长素受体：生长素受体包括Aux/IAA（生长素抑制剂）和Auxin Response Factor (ARF)。
这些受体一般通过响应生长素而发挥生长和发育的作用。
（4）赤素受体：赤素受体主要包括F-box蛋白和COI1（CORONATINE-INSENSITIVE1），参与植物对不同生物逆境的抵抗和防御。
3. 激素信号传导机制除了激素受体的多样性之外，植物激素的信号传导机制也十分多样。
在植物激素信号传导中，有两种类型的响应：一种是内生的响应，在此类型中，激素会从信号源，通常是植物的特定细胞，传递到特异的靶细胞或组织，如细胞分裂素，生长素等；另一种是外生的响应，在此类型中，植物会响应来自环境中的物理和化学刺激等，例如干旱、寒冷和病虫害等。
在内生的响应中，激素信号通常通过植物细胞膜内的G蛋白偶联受体和细胞质内的激素受体系统进行传递。
这些激素受体系统通常包括相应的激素受体、信号转导蛋白和细胞核内的转录因子，共同参与激素信号的转导。
在外生的响应中，激素信号通常通过植物信号调节网络进行传递。
激素信号转导通路及其生理功能
激素信号转导通路及其生理功能激素信号转导通路是一种重要的细胞通讯系统，它在维持生物体内稳态以及适应内外环境变化等生理功能中起着关键作用。
通过激素信号转导通路，细胞能够感知、传递并响应各种内外环境的信息，从而调节细胞的生存、生长、分化、代谢等多个方面的功能。
激素是一类能够通过血液或细胞间隙液传递的分泌物质，包括内源性激素和外源性激素。
内源性激素由生物体自身分泌，并通过靶组织或器官来调节其功能；外源性激素则是通过食物或药物摄入进入体内，对细胞功能产生影响。
激素信号转导通路实际上是一系列细胞内信号传递的分子事件，包括激素与其受体的结合、激活下游信号分子的级联反应等。
激素信号转导通路的主要组成部分是激素受体、信号转导蛋白和下游效应蛋白。
激素受体位于细胞膜、细胞核或细胞质中，是激素与细胞相互作用的关键环节。
激素在激素受体上的结合会改变受体的构象，从而引发下游信号分子的激活。
信号转导蛋白则负责激活和传递激素信号，这些蛋白包括丝裂原活化激酶（MAPK）、蛋白激酶C（PKC）、酪氨酸激酶等。
下游效应蛋白则是受到信号转导蛋白的调控，从而影响细胞功能。
激素信号转导通路在维持生物体内稳态方面起到了重要作用。
例如，胰岛素是一种内源性激素，它通过激活细胞膜上的胰岛素受体，启动糖代谢通路，促进葡萄糖的摄取和储存，从而调节血糖水平。
另外，激素信号转导通路还参与了生长发育、细胞生存与凋亡、免疫应答、细胞分化等多个生理功能的调控。
例如，生长激素通过信号转导通路刺激细胞分裂和生长，促进儿童生长发育；甲状腺激素通过调节基因表达影响胚胎和神经系统的发育；激素信号转导通路还参与了细胞的免疫反应，调节炎症和免疫细胞的活化。
此外，激素信号转导通路在细胞代谢和能量平衡方面也发挥着重要作用。
例如，甲状腺激素通过调节基础代谢率和脂肪氧化等机制来影响能量平衡，从而影响体重的控制。
胰岛素则通过激活葡萄糖转运蛋白和调节肝脏和肌肉组织中的糖原合成和分解，影响葡萄糖的代谢。
细胞内激素受体与细胞信号转导的相互作用
细胞内激素受体与细胞信号转导的相互作用细胞内激素（如雌激素、睾酮等）受体是位于细胞内或核内的蛋白质，对细胞内部的生物学过程起重要作用。
细胞信号转导是指感受到外物质或细胞内信号，通过一系列的分子相互作用，向细胞内部传递信息的过程。
细胞内激素受体和细胞信号转导之间的相互作用已经成为生物学和医学界的研究热点。
细胞内激素受体可以和DNA直接相互作用，改变基因的表达，或通过细胞信号转导通路调节细胞内的生理活动。
细胞内激素受体的信号转导作用可以通过四种主要的机制来实现。
第一种机制是通过第一信使激活细胞内激素受体。
这种机制是胰岛素受体的传递方式。
当胰岛素分子与受体结合时，会引发“自激活”和相互作用等级的变化，触发下游信号传递，如PI3K/Akt通路和MAPK通路等。
这两种通路可以调节细胞的代谢、生长和增殖等生理过程。
第二种机制是直接通过受体跨膜结构激活。
这种机制是肾上腺素受体和苯乙肌酯酶等抗凝剂所使用的方式。
在这些情况下，激活信号可以直接通过受体的跨膜结构传递到胞质内，从而影响细胞内部的生理和代谢过程。
第三种机制是通过上游信号激活细胞内激素受体。
在与细胞外的配体（如雌激素）结合时，激活的雌激素受体将能够通过上游信号确定瞬时“信号划分”。
这个不同于胰岛素受体的机制的优越之处在于，其上游生物分子（如PKC）也可以通过激活雌激素受体从下游发挥生物活性。
最后一种机制是通过调节上游信号的效应器激活细胞内激素受体。
在此机制下，受体能够与细胞内上下游信号转导通路相互作用，从而调节其活性。
总结来看，细胞信号转导通路和内源性激素在细胞内的作用，是由于细胞内激素受体所提供的调节机制。
细胞信号转导的机制包括学习、记忆、情感和免疫等诸多方面。
而生物体对这些机制所示的响应是通过细胞内激素受体层面来实现的。
不同的细胞内激素受体能够通过不同的机制对生物学过程的调节进行细分。
对这些关键激素受体的研究，不但可帮助发展性别发育、内分泌失调、肿瘤和心血管疾病等领域的药物开发，也可以为人类生命和健康提供有益的科学支持。
主要的信号转导途径-推荐下载
第三节主要的信号转导途径一、膜受体介导的信号传导（一）cAMP-蛋白激酶A途径述：该途径以靶细胞内cAMP浓度改变和激活蛋白激酶A（PKA）为主要特征，是激素调节物质代谢的主要途径。
1．cAMP的合成与分解⑴引起cAMP水平增高的胞外信号分子：胰高血糖素、肾上腺素、促肾上腺皮质激素、促甲状腺素、甲状旁腺素和加压素等。
α-GDP-βγ（Gs蛋白）激素+受体→激素-受体→↓α-GTP + βγ↓AC激活↓ATP →cAMP述：当信号分子（胰高血糖素、肾上腺素和促肾上腺皮质激素）与靶细胞质膜上的特异性受体结合，形成激素一受体复合物而激活受体。
活化的受体可催化Gs的GDP与GTP交换，导致Gs的α亚基与βγ解离，蛋白释放出αs-GTP。
αs-GTP能激活腺苷酸环化酶，催化ATP转化成cAMP，使细胞内cAMP浓度增高。
过去认为G蛋白中只有α亚基发挥作用，现知βγ复合体也可独立地作用于相应的效应物，与α亚基拮抗。
腺苷酸环化酶分布广泛，除成熟红细胞外，几乎存在于所有组织的细胞质膜上。
cAMP经磷酸二酯酶（PDE）降解成5'－AMP而失活。
cAMP是分布广泛而重要的第二信使。
2AC活性的抑制与cAMP浓度降低◇Gα-GTP结合AC并使之激活后，同时激活自身的GTP酶活性，Gα-GTP→ Gα-GDP，Gs、AC均失活。
从而在细胞对cAMP浓度升高作出应答后AC活性迅速逆转。
⑶少数激素，如生长激素抑制素、胰岛素和抗血管紧张素II等，它们活化受体后可催化抑制性G蛋白解离，导致细胞内AC活性下降，从而降低细胞内cAMP水平。
⑷正常细胞内cAMP的平均浓度为10－6mol/L。
cAMP在细胞中的浓度除与腺苷酸环化酶活性有关外，还与磷酸二酯酶的活性有关。
举例如下：①一些激素如胰岛素，能激活磷酸二酯酶，加速cAMP降解；②某些药物如茶碱，则抑制磷酸二酯酶，促使细胞内cAMP浓度升高。
2．cAMP的作用机制――cAMP激活PKA（幻灯64）⑴cAMP对细胞的调节作用是通过激活cAMP依赖性蛋白激酶或称蛋白激酶A （PKA）系统来实现的。
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(4) G蛋白的发现
Martin Rodbell 和Alfred G. Gilman (1994年诺贝尔 奖得主)
i. GTP是胰高血糖素激活肝细胞AC必需的
ii. 在作用中，GTP发生水解
• 按照溶解性质，则可以将激素简单地分为水溶性 激素和脂溶性激素。
脂溶性激素和水溶性激素的性质比较
特征
合成后贮存 结合蛋白 半寿期 受体 作用机制
脂溶性激素 (如固醇类激素和甲状腺素)
水溶性激素 (如肽类激素和肾上腺素)
除了甲状激素以外很少见 总是
长（数小时或数天） 细胞质或细胞核，极少数在细胞
膜 直接
• 需要产生和分泌激素的生物——复杂的 多细胞生物
• 激素的分类 • 激素的化学本质 • 浓度低——动物在静息状态下，血液肽
类激素的浓度为10-12~10-10mol/L，固醇类 激素的浓度为10-10~10-8mol/L。 • 作用能产生强烈的生物学作用
激素的分类
• 化学本质分为肽类或蛋白质激素、固醇类激素、 氨基酸衍生物激素、脂类激素等几类
成，它存在于所有的真核细胞，在进化上具有高度的保 守性，在三维结构上像一个哑铃，一段7圈长的α-螺旋将 两个球叶相连，每一个球叶具有两个α-螺旋-环-α-螺旋这 种结构模体，每一个α-螺旋-环-α-螺旋能结合一个钙离子 。
☺ 功能 (1) 作为糖原磷酸化酶的δ亚基 (2)直接激活其他蛋白 (3)通过依赖CaM蛋白质激酶间接激活其他蛋白
GPCRs
✓ 膜整合蛋白 • 7 段疏水的结构域= 7段跨膜的α螺旋
✓ 信号从胞外向胞内传递 ✓ 激活异源三聚体G蛋白
• 激活或抑制效应器
GPCRs
✓ 40%的临床上的药物作用靶点是
GPCR
✓ 人类基因组第四大基因家族 (> 800个)
• 激素、趋化因子、神经递质、钙离子
等。
• 嗅觉、视觉、味觉
激素与其受体结合的Scatchard作图
激素作用的详细机制
（1）激素的合成和分泌； （2）激素被运输到靶细胞； （3）激素与靶细胞膜或靶细胞内的特异性受
体结合，导致受体的激活； （4）靶细胞内的一条或几条信号转导途径被起动； （5）靶细胞内产生特定的生理或生化效应； （6）信号的终止。
激素作用的详细机制
所有的G蛋白与GDP结合的构象不同于与GTP结合的 构象。与GTP结合的G蛋白才有活性。
G 蛋白循环
G蛋白的结构组成以及它与细胞膜内侧的结合
常见的三聚体G蛋白
AC系统简图
腺苷酸环化酶系统的级联放大系统
蛋白质激酶和磷酸酶
*添加或去除蛋白质上的磷酸基团
*类型： Ser/Thr Tyr 双特异性 His
PKA识别的一致序列
* Arg-Arg-X-Ser-Z或Arg-Arg-X-Thr-Z X 为小的残基 Z 是大的疏水残基
* R亚基含有的序列: Arg-Arg-Gly-Ala-Ile 这是假底物序列
PKA的激活
肾上腺素通过PKA的“慢反应”
信号的终止
* HR*→H + R * cAMP 被磷酸二酯酶水解 * G蛋白的GTP酶 * 磷蛋白磷酸酶
激素作用的一般特征
• 高度的特异性——由受体决定 • 微量就能发挥作用——因为激素与受体的亲和力极
高，另一方面是因为激素在作用过程中存在一种级 联放大的机制。 • 水溶性激素的作用往往需要“第二信使”——已发 现的第二信使有：cAMP、cGMP、IP3、Ca2+、甘油 二酯（DAG）、神经酰胺、花生四烯酸和NO等。 • 可能产生“快反应”或“慢反应” • 饱和性 • 脱敏性和终止作用
是的 少见 短（几分钟） 总是在细胞膜 间接（通过第二信使）
激素的定量
• 化学分析法（chemical assay） • 生物活性测定法（bioactivity assay） • 放射免疫测定法——由Rosalyn Sussman
Yalow创立
放射免疫分析原理的图解
使用放射免疫测定法测定ACTH的浓度
动物激素的进一步分类
• 内分泌激素 • 旁分泌激素
只作用于临近的细胞，如前列腺素、阿片肽以及一些多 肽生长因子 • 自分泌激素 作用于原来分泌它的细胞，如刺激T细胞分裂的白细胞 介素-2和某些细胞癌基因的产物 • 内部分泌激素 在细胞内合成以后不需要分泌到胞外，而是在原来的细 胞内发挥作用。
激素的一般性质
✓ 大多数检测小分子或肽。 • 光子激活视蛋白 • 凝血酶受体激活它本身
离子通道受体 乙酰胆碱的烟碱型受体
具有内在酶活性的受体
无酶活性但直接与细胞质内的酪 氨酸蛋白质激酶相联系的受体
受体的基本性质
• 与配体结合的高度专一性 • 与配体结合的可逆性 • 与配体结合的高亲和性 • 与配体结合的饱和性 • 与配体的结合可产生强大的生物学效应
霍乱毒素和百日咳毒素的作用机制
PLC（PKC）系统
• 实例- GnRH（促性腺激素释放激素） 作 用脑垂体前叶
• 细节 1. G 蛋白-Gplc-β 或Gq 2. 效应器- PLC -β 3. 第二信使-DG,IP3 ,Ca2+ 4. PKC 和钙调蛋白
钙调蛋白的结构与功能
☺ 由美籍华裔科学家张槐耀首先发现 ☺ CaM是一种对热稳定的酸性蛋白，由148个氨基酸残基组
a, b,和g 亚基; a 结合GTP 小分子G蛋白
小分子G蛋白的功能
* 翻译的起始因子、延伸因子和释放因子（蛋白质生 物合成）
* Ras (生长因子的信号转导） * Rab (小泡定向和融合） * ARF (形成小泡包被） * Ran (蛋白质进入或离开细胞核） * Rho (肌动蛋白骨架的调节）
脂溶性激素的作用机制 1. 通过细胞质受体(皮质醇和醛固酮） 2. 通过核受体(T3,T4，孕激素和雌激素） 3. 通过膜受体（爪蟾的孕激素）
水溶性激素 1. GPCR系统(AC系统和PLC系统） 2. GC系统 3. NO系统 4. RTK 系统 5. 其他
受体位于细胞质的脂溶性激素的作用机制
常见的脂溶性激素HRE一致序列
• 途径 • 硝化甘油与心绞痛
伟哥与ED • 1992年年度分子
一氧化氮
* NO作为一种旁分泌信号——只作用局 部区域
– 半衰期 = 1-5秒
* 由NO合酶催化Arg转变而来 * NO的功能
– 血管扩张 – 杀死细菌、寄生虫和肿瘤
NO and vasodilation
* NO most potent vasodilator known * produced by endothelial cells following activation by
核受体复杂与DNA结合的锌指结构
糖皮质激素受体的DNA 结合结构域与HRE的结合
与G蛋白偶联的受体作用系统
1. AC系统(PKA系统)——胰高血糖素或肾上腺 素作用肝细胞
(1) 糖原磷酸化酶的发现 Coris夫妇 (1947 诺贝尔奖得主)
Gn + Pi→Gn-1 + Gቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ1-P
(2) cAMP的发现 Earl W. Sutherland (1971年诺贝尔奖得主）和 “ 第二信使学说”
acetylcholine, GABA, adrenalin * passes from endothelial cells to smooth muscles
– passes thu’ muscle cells via gap junctions * acetylcholine, GABA, adrenalin acts as 1st messenger
6. Details
7. Deactivation ♪ 嗅觉
哺乳动物视杆细胞上光信号的转导和转变
光信号转导中膜电位的变化
嗅觉产生的分子机制
NO 系统
-诺贝尔委员会对NO说是
• Robert F. Furchgott, Louis J. Ignarro, Ferid Murad (1998诺贝尔奖得主）发现NO是一种 信号分子 合成
激素及其受体介导的信息转导
激素的定义
• 经典的定义——激素是由特定的组织产生并分泌到血 流之中，通过血液的运输到达特定器官或组织，而引 发这些器官或组织产生特定的生理生化反应的一类化 学物质。
• 更广泛的定义——激素是一类非营养的、微量（微摩 尔或更低浓度）就能发挥作用的细胞间转导信息的化 学物质。就动物而言，分泌激素的细胞被称为内分泌 细胞，受激素作用的细胞被称为靶细胞。
激动剂和拮抗剂
Scatchard作图法
• Scatchard作图法是一种非常有用的研究激素与受体相互作用 的方法：已知激素（H）和受体（R）的结合是可逆的，假 定激素与激素之间，受体与受体之间无相互作用。 激素
（H）和受体（R）的反应式为：H+R→HR,假定Ka为结合常 数，Kd为解离常数，根据质量作用定律可以得出
受体和配体
• 定义 • 受体的本质、结构和分类
1. 细胞内受体——细胞质受体和核受体 2. 细胞表面受体 （1）G蛋白偶联受体（GPCR或7TM） （2）离子通道受体 （3）酶受体 （4）无酶活性但直接与细胞质内的酪氨酸蛋白质 激酶相联系的受体 （5）其他受体
固醇类激素细胞质受体结构模型
G蛋白偶联受体的结构与功能
磷酸肌醇系统的详细图解
磷脂酰肌醇的代谢转变
PKC系统的信号终止
II. HR*→H + R II. G 蛋白的 GTP酶 III. 第二信使的降解
Li+ － IP3→IP2→IP→I→PI→PIP2 a) 躁狂症与治疗 b) 佛波脂与肿瘤 III. Ca2+- 泵 IV. 磷蛋白磷酸酶