生物化学第17章激素
多肽激素的合成途径就是蛋白质的合成途径, 多肽激素的合成途径就是蛋白质的合成途径 , 通过基因的转录、 翻译而合成。 通过基因的转录 、 翻译而合成 。 许多多肽激素是 以其前体的形式合成的。 以其前体的形式合成的 。 这些前体都是较大的蛋 白质,称为“原激素” 白质 , 称为 “ 原激素 ” ( prohormone)。 就像酶 ) 原活化一样, 原激素经过蛋白酶的切割, 原活化一样 , 原激素经过蛋白酶的切割 , 才加工 成分子量较小的具有生物活性的激素。 成分子量较小的具有生物活性的激素 。 值得注意 的是,有些激素存在于另一种激素当中。 的是,有些激素存在于另一种激素当中。
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。
激素分泌的平衡
在正常情况下, 在正常情况下 , 生物体内各种激素的作用是 相互平衡的, 并且随着体内外环境的改变而增减, 相互平衡的 , 并且随着体内外环境的改变而增减 , 以适应环境的变化。 有些激素的分泌和作用还随 以适应环境的变化 。 着个体的发育阶段而变化。 着个体的发育阶段而变化 。 如果任何一种内分泌 腺机能发生亢进或减退, 都会破坏这种平衡, 腺机能发生亢进或减退 , 都会破坏这种平衡 , 扰 乱正常代谢及生理功能, 影响机体的正常发育和 乱正常代谢及生理功能 , 健康,甚至引起死亡。 健康,甚至引起死亡。
甲状腺激素的合成Ⅱ
碘化的TBG分子在二硫键 、 离子键和氢键 分子在二硫键、 碘化的 分子在二硫键 等作用下形成卷曲螺旋状的二级结构, 等作用下形成卷曲螺旋状的二级结构 , 这样使 碘化酪氨酸残基互相接近。 碘化酪氨酸残基互相接近 。 在甲状腺过氧化物 酶作用下, 一个碘化酪氨酸残基失去两个电子 酶作用下 , 成为醌式带正电荷化合物, 成为醌式带正电荷化合物 , 它再与相邻的碘化 酪氨酸反应生成醌醚中间体, 酪氨酸反应生成醌醚中间体 , 生成甲状腺素的 前体。 最后通过甲状腺球蛋白的水解形成三碘 前体 。 甲腺原氨酸( 和甲状腺素( 甲腺原氨酸(T3)和甲状腺素(T4)。
甲状腺激素的合成Ⅰ
甲状腺( 甲状腺(thyroid)是体内吸收碘能力最强的 ) 组织,能将体内70%~80%的碘浓集于其中。 在 的碘浓集于其中。 组织 , 能将体内 ~ 的碘浓集于其中 甲状腺过氧化物酶( 甲状腺过氧化物酶(thyroid peroxidase,TPO) , ) 及过氧化氢的作用下, 及过氧化氢的作用下 , 碘离子被氧化成活性碘 可能是I 或酶-次碘酸复合物 次碘酸复合物EOI) , 活性 ( 可能是 2 、 I+ 或酶 次碘酸复合物 ) 碘与甲状腺球蛋白 甲状腺球蛋白( 碘与甲状腺球蛋白(TBG)中的酪氨酸残基反应 ) 产生一碘酪氨酸残基及二碘酪氨酸残基。 产生一碘酪氨酸残基及二碘酪氨酸残基。 TBG分子是一种含有两个亚基的糖蛋白, 分 分子是一种含有两个亚基的糖蛋白, 分子是一种含有两个亚基的糖蛋白 子量约660,000,约含 个酪氨酸残基, 子量约 ,约含120~130个酪氨酸残基,其 ~ 个酪氨酸残基 中仅25个左右的残基能发生碘化反应 个左右的残基能发生碘化反应。 中仅 个左右的残基能发生碘化反应。
肾上腺素与正肾上腺素 的作用比较
麻黄素
我国特产的药材麻黄所含的麻黄碱, 我国特产的药材麻黄所含的麻黄碱 , 其化学结 构和生理功能都与肾上腺素相似, 构和生理功能都与肾上腺素相似 , 在药物上可以代 替肾上腺素,这类物质称为拟肾上腺素。 替肾上腺素,这类物质称为拟肾上腺素。
麻黄素
肾上腺素
甲基苯丙胺 冰毒
前列腺素的生物合成
脂肪族激素
前列腺素) (前列腺素)
E1和F1α两种前列腺素是从 和 两种前列腺素是从8,11,14-二十碳 二十碳 两种前列腺素是从 三烯酸衍生而来; 则是从5,8,11,14三烯酸衍生而来 ; 而 E2和F2α则是从 和 则是从 二十碳四烯酸衍生而来。α指的是 上羟基的构 指的是C9上羟基的构 二十碳四烯酸衍生而来。 指的是 型。
甲状腺激素过多或不足 引起的病症
甲状腺素分泌过多会引起突眼性甲状腺肿 (甲亢);成人甲状腺激素分泌不足,会引起粘 甲亢) 成人甲状腺激素分泌不足, 液性水肿,出现性机能和记忆力减退等症状(甲 液性水肿,出现性机能和记忆力减退等症状( 幼年时甲状腺激素分泌不足, 减);幼年时甲状腺激素分泌不足,则会因生长 发育受阻而得“呆小病” 发育受阻而得“呆小病”。有些地区由于缺乏碘 而引起地方性甲状腺肿。 而引起地方性甲状腺肿。
乙酰CoA 乙酰
胆固醇的结构式
(cholesterol) )
固醇类激素的合成
脂肪族激素
前列腺素) (前列腺素)
前列腺素( 前列腺素 ( prostaglandin, PG) 是一类具有生 , ) 物活性物质的总称, 目前已发现了几十种, 物活性物质的总称 , 目前已发现了几十种 , 它们的 基本结构为含有一个环戊烷及两个脂肪族侧链的二 十碳脂肪酸,即前列腺烷酸。 十碳脂肪酸,即前列腺烷酸。 由于环戊烷上的双键位置或取代基不同, 由于环戊烷上的双键位置或取代基不同 , 可以 将已知的前列腺素分为E、 、 、 四大类 四大类。 将已知的前列腺素分为 、F、A、B四大类。各种前 列腺素在侧链上的C15处都有一个羟基。除了戊环上 处都有一个羟基。 列腺素在侧链上的 处都有一个羟基 的区别外,侧链上还有双键数目、位置的区别。 的区别外,侧链上还有双键数目、位置的区别。
生长激素的作用
生长激素刺激骨及软骨的生长, 促进粘多糖 生长激素刺激骨及软骨的生长 , 糖胺聚糖) 及胶原的合成, 它还影响蛋白质、 ( 糖胺聚糖 ) 及胶原的合成 , 它还影响蛋白质 、 糖类、 脂质的代谢, 最终影响体重和身高的增长。 糖类 、 脂质的代谢 , 最终影响体重和身高的增长 。 幼年动物若生长激素分泌不足, 则生长矮小, 幼年动物若生长激素分泌不足 , 则生长矮小 , 儿 童若生长激素分泌不足就成为“ 侏儒” 童若生长激素分泌不足就成为 “ 侏儒 ” , 但智力 不受影响。 若生长激素分泌过多, 则过度高大, 不受影响 。 若生长激素分泌过多 , 则过度高大 , 称为巨人症。 成年动物( 即在骨干、 称为巨人症 。 成年动物 ( 即在骨干 、 骨骺停止生 长之后) 若发生垂体机能亢进, 长之后 ) , 若发生垂体机能亢进 , 因骨干不能对 称生长, 某一部分骨骼畸形生长, 称生长 , 某一部分骨骼畸形生长 , 则患肢端肥大 症。
的 一 级 结 构 示
MSH:促黑素细胞激素 :
几 种 多 肽 激 素 意 体 前
ACTH:促肾上腺皮质激素 : CLIP:肾上腺皮质激素样中 : 间肽
牛ACTH-β-LPH 前体及其断裂产物 的结构示意图
LPH:脂肪酸释放激素 :
甲状腺激素
三碘甲腺原氨酸( 三碘甲腺原氨酸(T3)
甲状腺素( 甲状腺素(T4) (Thyroxine) )
前列腺素的前体是脂肪酸
三、重要激素举例
激素功能的研究方法: 激素功能的研究方法: 切除实验动物的激素分泌器官, 观察有 切除实验动物的激素分泌器官 , 何影响; 何影响; 补充相应激素,观察有何影响。 补充相应激素,观察有何影响。
氨基酸衍生物激素
(肾上腺激素的作用 )
肾上腺素在生理上的作用与交感神经兴奋的 效果很相似,可使血管收缩、心脏活动加强, 效果很相似,可使血管收缩、心脏活动加强,血 压急剧上升。在动物可看到类似于格斗和逃跑状 压急剧上升。 态时的生理效血压升高,血液 由皮肤和胃肠道向骨骼肌转移等, 由皮肤和胃肠道向骨骼肌转移等,其它效应有竖 支气管扩张、 毛、支气管扩张、瞳孔散大和胃肠道弛缓以及肝 糖原被动员和血糖水平升高等。 糖原被动员和血糖水平升高等。
垂体中叶激素
(促黑素细胞激素) 促黑素细胞激素)
垂体中叶分泌促黑素细胞激素 ( 垂体中叶 分泌促黑素细胞激素( melanocyte 分泌促黑素细胞激素 stimulating hormone,MSH),MSH有α和β两种, , 两种, ) 有 和 两种 均为直链多肽类激素。MSH的分泌受下丘脑分泌 均为直链多肽类激素。 的分泌受下丘脑分泌 的促黑素细胞激素释放因子及促黑素细胞激素释 放抑制因子的调控。 放抑制因子的调控。 人患阿狄森氏病时, 人患阿狄森氏病时 , MSH和 ACTH( 促肾上 和 ( 腺皮质激素) 的分泌都过多, 使皮肤中色素沉着。 腺皮质激素 ) 的分泌都过多 , 使皮肤中色素沉着 。
垂体前叶激素
(促甲状腺激素) 促甲状腺激素)