激素的作用机制(一)

作用 2021-09-15 10:24108未知admin

  

激素的作用机制(一)

  激素的调节效应由专一性的激素受体介导。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,从而实现其调节功能。

  两类定位不同的受体,发挥调节作用的机理不同。通过细胞内受体起作用的激素,主要调节基因表达,其效应缓慢、持久,称为基因表达模式;通过细胞表面受体起作用的激素,主要调节蛋白质的活性,其效应快速、短暂,多数属于第二信使模式。

  之所以称为第二信使,是将激素作为第一信使(first messenger)。水溶性激素无法进入细胞内部,所以需要与细胞表面受体结合,通过受体的作用,在细胞内产生继续传递信息的小分子,所以称为第二信使(secondary messenger)。

  通过第二信使模式起作用的激素,基本都是含氮激素,包括蛋白质类,肽类以及氨基酸衍生物类等。含氮激素一般有较强的极性,不能进入靶细胞,但甲状腺素例外,它是脂溶性的,属于基因表达模式。

  细胞表面的激素受体可分为G蛋白偶联受体(G-protein coupled receptor,GPCR)和酶偶联受体(enzyme linked receptor)两大类。除偶联的分子不同外,二者结构也有很大差异。前者为七跨膜蛋白,后者为单次跨膜蛋白。

  G蛋白(GTP结合调节蛋白)是一种可以结合GTP(或GDP)的特化蛋白,结合GTP时具有调节活性,结合GDP时无活性。G蛋白与GPCR偶联,GPCR与激素结合后,会促使G蛋白结合GTP而激活,激活的G蛋白再激活下游的酶,合成第二信使。在这里G蛋白作为一个信号转换器,将GPCR接受到的胞外信号(激素结合)转换为胞内信号。

  GPCR是真核生物中最大和最多样化的膜受体,仅人类就拥有一千多种不同的GPCR。除作为激素和神经递质受体外,还参与视觉、嗅觉等感觉过程,与肥胖、高血压、糖尿病、阿尔茨海默症、精神分裂、抑郁症等多种疾病相关。据统计,上市药物中有三分之一以上是通过与GPCR结合起作用的。美国科学家罗伯特·莱夫科维茨(Robert J. Lefkowitz)和布莱恩·克比尔卡(Brian K. Kobilka)因为对GPCR研究的贡献而获得2012年诺贝尔化学奖。

  酶偶联受体分为两类,一类本身具有酶活性,与激素结合后被激活,如胰岛素和肽类生长因子(EGF、PDGF、CSF等)的受体;另一类本身没有酶活性,通过激活与之偶联的酶产生第二信使,如细胞因子受体等。

  酶联受体参与的信号传递过程通常与细胞的生长、繁殖、分化、生存及代谢调控有关。

  总之,膜受体的功能就是与特定的第一信使结合,并将信号传递到细胞内部。两类膜受体下游都可以偶联产生第二信使的酶类,但也有一些受体下游不是标准的小分子第二信使。比如很多受体酪氨酸激酶的下游可以是Grb2等接头蛋白(adapter proteins),或以激酶级联方式向下游传递信号。