直接
间接（通过第二信使）
激素作用的一般特征
• 高度的特异性——受体 • 微量就能发挥作用
激素与受体的亲和力极高，级联式放大机制 • 水溶性激素的作用往往需要“第二信使”(小分子)
cAMP、cGMP、IP3、Ca2+、DAG、神经酰胺、花生四烯酸、NO • 可能产生“快反应”或“慢反应” • 脱敏作用 • 终止作用
G蛋白偶联的受体
G蛋白

G

Effector
Signal
三聚体G蛋白ห้องสมุดไป่ตู้两种形式：
GDP


非活性
GTP

活性形式

3个亚基 可解离
腺苷酸环化酶
cAMP: 第二信使
腺苷酸环化酶系统（肾上腺素）
激素
受体膜蛋白
活化G蛋白
激活腺苷酸环化酶(AC)
ATP
cAMP
激活蛋白激酶(PKA)
引发多种生物学效应
水溶性激素 1. G蛋白偶联的受体作用系统 2. 酶受体系统 3. JAK-STAT系统 4. 离子通道系统 5. 其他
脂溶性激素的作用机制
（影响下游基因的表达）
核受体负责与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
水溶性激素的作用机制
1. G蛋白偶联的受体作用系统 2. 酶受体系统 3. JAK-STAT系统 4. 离子通道系统 5. 其他
细胞膜受体
（1）G蛋白偶联受体（GPCR或7TM） （2）离子通道受体 （3）酶受体 （4）酪氨酸蛋白质激酶相关受体 （5）其他受体
（1） G蛋白偶联受体
7段跨膜的α 螺旋
人体内最大的一类细胞表面受体家族 激活异源三聚体G蛋白 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)
磷酸肌醇系统（促性腺激素释放激素）
激素 受体膜蛋白
活化Gq
激活磷脂酶C(PLC)
第二信使
磷脂酰肌醇-4，5-二磷酸 (PIP2) DAG（二酰甘油） IP3（肌醇三磷酸）
激活蛋白激酶C 细胞内的Ca2+浓度升高
动物激素的进一步分类
• 内部分泌激素 在原来的细胞内发挥作用。
• 自分泌激素 作用于原来分泌它的细胞
• 旁分泌激素 只作用于临近的细胞
• 内分泌激素 激素的作用距离远
• 神经内分泌激素 神经细胞合成并分泌，作用距离远。
激素的分类
• 化学本质分为 肽类或蛋白质激素（核糖体） 固醇类激素（酶催化，线粒体、光面内质网） 氨基酸衍生物激素（酶催化） 脂类激素（酶催化）
G蛋白偶联的受体系统
腺苷酸环化酶系统（Gs） 磷酸肌醇系统（Gq） 视网膜光电信号系统（Gt） 嗅觉相关信号传递系统（Golf） NO系统
G蛋白偶联的受体是细胞内最常见的一类受体
两类G蛋白：三聚体G蛋白、小分子G蛋白
作用于膜受体的不同激素,通过不同 的G蛋白介导影响质膜上某些离子通道或 酶的活性，继而影响细胞内第二信使浓 度和后续的生物学效应。
激素及其受体介导的信息转导
Hormone 希腊语 “奋起活动”
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。
固醇类激素细胞质受体结构模型
激素作用的一般过程
（1）激素的合成和分泌； （2）激素被运输到靶细胞； （3）激素与特异性受体结合，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
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）
• 溶解性质分为 水溶性激素 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)
除了甲状激素以外很少见
水溶性激素 (如肽类激素和肾上腺素)
是的
总是
少见
长（数小时或数天）
短（几分钟）
细胞质或细胞核（极少数细胞膜）
总是在细胞膜
第二信使
效应
各
级
效
应
蛋
白
效应
配体 受体
受体
• 定义：能特异识别配体的信号分子 • 化学本质：糖蛋白、糖脂 • 细胞定位：
细胞膜受体-水溶性激素 细胞内受体-脂溶性激素 （细胞质受体、核受体）
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
咖啡因 茶碱
磷酸二酯酶
Protein Kinase A (PKA)
cAMP依赖蛋白激酶
4个亚基:2催化亚基(C) 2调节亚基(R)
serine (Ser)
H H3N+ C COO
CH2 OH
threonine (Thr)
H H3N+ C COO
CH OH
CH3
催化蛋白质中Ser/Thr残基磷酸化
糖原 葡糖-1-磷酸
Cyclic Nucleotide Metabolism - cAMP
肾上腺素： 10－8－10－10 mol/L 5mmol/L 葡萄糖 放大300万倍 几秒钟
PKA的两种效应： •快反应：细胞质中，磷酸化多种蛋白质或酶 •慢反应：细胞核，磷酸化转录因子CREB
PKA的 “慢反应”
• 激素、趋化因子、神经递质、钙离子等。 • 嗅觉、视觉、味觉
（2）离子通道受体
默认状态：关闭
乙酰胆碱的烟碱型受体
（3）具有内在酶活性的受体
（4）酪氨酸蛋白质激酶相关受体(无酶活性)
细胞内受体
• 两类：细胞质受体、细胞核受体 • 活性部位：
激素结合部位 DNA结合部位 热激蛋白（HSP90）结合部位
蛋白激酶
Protein Kinase
Protein OH + ATP
Protein O
Pi
H2O
Protein Phosphatase
磷酸酶
O
P O + ADP O
许多酶的活性受到侧链氨基酸残基磷酸化的调控
PKA
糖原磷酸化酶b激酶
糖原磷酸化酶b激酶
（无活性）
（有活性）
糖原磷酸化酶b
糖原磷酸化酶a