Биохимия весенний семестр, лекция № 3

доц. Шатова Ольга Петровна

Гормоны

Функция гормонов

1905, Уильям Бейлисс, др.-греч. - возбуждаю, побуждаюбиологически активные веществавырабатываются в специализированных клетках желёз внутренней секрециипоступающие в кровьсвязываются с рецепторами клеток-мишеней и оказывают регулирующее влияние на обмен веществ

Железы внутренний секреции

Классификация гормонов

По месту синтеза По химической структуре По растворимости (гидрофильные, липофильные)

По функции• катаболические/анаболические• гипогликемические/гипергликемические• ускоряющие липолиз/липогенез

Белки, пептиды Производные аминокислот Стероиды

Иерархия гормональной регуляции

Пример:при тиреотоксикозе

↑ тироксин (Т4)

↓ ТГТ

Принципы управленияжесткая вертикаль контроль за исполнением команд•обратная положительная связь•обратная отрицательная связь

тесные взаимодействия по горизонталидублирование команд

Рецептор

Медленный ответ:

Быстрый ответ:

Рецепторы: мембранные, внутриклеточные

7 ТМС1 ТМС

Поверхностно-мембранный механизм действия гормонов (аденилатциклазный)

•Адреналин•Глюкагон•АКТГ•Вазопрессин•Кальцитонин•Паратгормон

G-белки

Gs – активируют аденилатциклазу (или канал)

G I – ингибируют аденилатциклазу (или канал)

Gq – активируют фосфолипазу С

Go – белок

рецептора

обоняния

•Антидиуретический (почки)•Гонадолиберин (синтез и секреция )•Кортиколиберин (синтез и секреция АКТГ)•АКТГ (синтез и секреция кортизола)•ТТГ (синтез и секрецция Т4)•Лютеинизирующий гормон (стимулирует созревание фолликулов и овуляцию у женщин; продукция тестостерона и сперматогенез у мужчин)•ФСГ (стимулирует созревание фолликула у женщин; сперматогенез у мужчин)•Паратгормон (PTH1-рецептор в почках и костях, PTH2 в ЦНС)•Кальцитонин (СR в кишечнике, костях, почках и мозге)•Глюкагон (печень) и адреналин

Gs

Сигналы, активирующие образование цАМФ,

работают с Gs белками :

Гормоны гипоталамуса (кроме статинов)Гипофиза (кроме СТГ )КальцитонинПаратгормонГлюкагонАдреналин (β-R)

Сигналы, тормозящие образование цАМФ, работают

с Gi белками:

Адреналин (α-R)АцетилхолинСоматостатинАнгиотензин II

Нарушение функции G-белков

Холерный (и коклюшный) токсин активирует GS в энтероцитах, угнетая его ГТФ-азную активность → не угнетается аденилатциклаза, что приводит к избытку цАМФ

Порт-о-ПренсГаити, 12.01.2010 г.

Гуанилатциклазный механизм

NOпредсердный натрийуретический пептид•Рецептор обладает ГЦ-активностью•Втор.мес. – ц ГМФ•Протеинкиназа G

Структурным аналогом цГМФ является Sildenafil (Виагра)ингибирует цГМФ-фосфодиэстеразу

Courtesy: Roger Miesfeld

цГМФ (cGMP) – вторичный мессенджер

Инозитолфосфатный механизм:α1-адренорецептор

•Белок кальмодулин - имеет 4 центра для связывания Са2+

•Комплекс [кальмодулин] -[4 Са2+] не обладает ферментативной активностью, но взаимодействие комплекса с различными белками и ферментами приводит к их активации

•Гидролиз фосфолипазой С липида мембраны фосфатидилинозитол-4,5-бисфосфата (ФИФ2) до инозитол-1,4,5-трифосфат (ИФ3) и ДАГ

•ДАГ активирует ФЛС

•ИФ3 открывает в Са2+канал ЭПР

Неакт. гликогенсинтаза

Gαq/11

Gαq/11 стимулирует ФЛС для которой вторичные мессенджеры: ДАГ и ИФ3 Антидиуретический гормон (синтез и секреция глюкокортикоидов, индуцирует вазоконстрикцию в почках V1)Тиреолиберин (синтез и секреция ТТГ)ТТГ (небольшое количество синтезируется и секретируется ТТГ)Ангиотензин II (синтез и секреция альдостерона)Гонадолиберин (синтез и секреция ФСГ и ЛГ)

Тирозинкиназный механизм

Субстрат инсулинового рецептора-1 ( IRS-I)

Тирозиноваяпротеинкиназа

• инсулин•факторы роста•(тромбоцитарный фактор роста и фактор роста эпидермиса)

• инсулин•факторы роста•(тромбоцитарный фактор роста и фактор роста эпидермиса)

Активация инсулинового рецептора

Синтезированный в эпифизе мелатонин секретируется в кровь и спинномозговую жидкость — ликвор, пройдя через которую, накапливается в гипоталамусе.

Мелатонин: N-ацетил-5-метокси триптамин

Мелатонин

Световая фаза:Триптофан → 5`ОН-триптамин → Серотонин

Темновая фаза

Эффекты мелатонина

• ↓ секрецию ГонадоТропных Гормонов – ГТГ

• ↓ синтез андрогенов• ↓ секрецию

меланолиберина• вляется антиоксидантом (↑

синтез глутатионпероксидазы )

Мелатонин — редкий пример гормона, к которому имеются как мембранные, так и 

ядерные рецепторы

Средство от

бессонницы

рамелтеон (ramelteon),

Rozerem, связывается

с обоими типами• рецепторов мелатонина

• Является агонистом

мелатониновых

рецепторов

Соматостатин пептид ( 14 АК) ↓ СТГ, глю -

кагона, инсулина, кальцитонина, пара-

тирина, ренина, ↓ ф-цию ЖКТ

(Соматостатин - 28 АК- синтезируется многими тканями)

Пролактостатин пептид (56 АК) ↓ ЛГ

Меланостатин

Гормоны гипоталамуса

Соматолиберин пептид (44 АК) ↑ СТГ

Кортиколиберин пептид (41 АК) ↑ АКТГ

Гонадолиберин декапептид ↑ ЛГ, ФСГ

СТГ простой белок 1 TMS- RЛГ простой белок 1 TMS- R

АКТГ пептид (39 АК) 7 TMS- RТТГ гликопротеин 7 TMS- RЛТГ, ФСГ гликопротеины 7 TMS- R

Химическая природа и рецепторы гормоноваденогипофиза

3. JAK-белок фосфори-

лирует ТИР в STAT-

белках

1. СТГ вызывает димери- ризацию R

2. Димер фосфорили-руется и связываетсяс JAK-белком, обладающим ТИР-киназной активностью

СТГ

JAKJAK

4. STAT-белки димери-

зуются и активируют

транскрипцию генов.

Рецепторный путь СТГ

JAK фосфорилирует IGF1 и IGF2 (Insulin-like Growth

Faсtors – cоматомедины) → МАП-киназный путь

СТГ влияет на метаболизм как самостоятельно, так и

через синтезируемых под его влиянием факторов ро-

ста – IGF

Влияние СТГ на метаболизм клетки

Продолжительное действие СТГ и IGF:

↑ липолиза и глюконеогенеза,

↓ транспорта глюкозы в клетку,

↑ транспорта аминокислот в клетку и ↑ активно-

сти ДНК-полимеразы, синтеза белков в кости,

хряще, внутренних органах.

Срочный эффект (инсулиноподобный → IGF):↑ липогенеза и гликолиза

Спасибо за внимание!