Transcript Lehninger Principles of Biochemistry Fourth Edition Chapter 23:

David L. Nelson and Michael M. Cox
Lehninger Principles of
Biochemistry
Fourth Edition
Chapter 23:
Hormonal Regulation
Boðmiðlun og hormón
1
Almenn atriði um hormón
Hormón eru framleidd í innkirtlum og þeim er seytt
út í blóðrás til marklíffæra/markfrumna
Styrkur hormóna í plasma er mjög lágur
og er yfirleitt mældur með radioimmunoassay
Boðmiðlun og hormón
2
Boðmiðlun og hormón
3
Boðmiðlun og hormón
4
Boðmiðlun og hormón
5
Boðmiðlun og hormón
6
Boðmiðlun og hormón
7
Flokkun hormóna
Eftir efnafræðilegri byggingu
Eftir almennum efnafræðilegum eiginleikum:
fituleysin og vatnleysin
Eftir starfsháttum: Hópur I og II
Boðmiðlun og hormón
8
Boðmiðlun og hormón
9
Viðtakar og eiginleikar þeirra
Viðtakar á frumuhimnu og viðtakar innan frumu
Tvö meginsvæði (domains) á viðtökum,
annað binst hormóni, hitt miðlar boði innan frumu
Hugtökin signal transduction, signal amplification
og second messenger
Boðmiðlun og hormón
10
Boðmiðlun og hormón
11
12-40
Boðmiðlun og hormón
12
Hópur I
Fituleysin: sterar, skjaldkirtilshormón og kalsítríól
Flutt með plasmapróteinum
Viðtaki er innan frumu
Hafa áhrif á genatjáningu og próteinsmíð
Verkan er hæg og langvinn
Helmingalíf er langt
Helstu atriði í byggingu sterahormóna
og smíð sterahormóna frá kólesteróli
Boðmiðlun og hormón
13
Hópur II
Vatnsleysin: amín og peptíð
Peptíðhormón eru smíðuð sem prehormón og prepróhormón
Verða fyrir breytingum eftir umritun
(post-translational modification)
Ábót sykrueininga, myndun dísúlfíðtengja
Boðmiðlun og hormón
14
Hópur II
Viðtaki er á ytra borði frumuhimnu
Nota innri boðefni (second messenger)
Verkan er fljót og skammvinn
Helmingalíf er stutt
Boðmiðlun og hormón
15
Hópur II
Innri boðefni
cAMP
cGMP
Fosfóinósitól
Kalsíum
Boðmiðlun og hormón
16
Hópur II
Vatnsleysin: amín og peptíð
Peptíðhormón eru smíðuð sem prehormón og prepróhormón
Verða fyrir breytingum eftir umritun
(post-translational modification)
Ábót sykrueininga, myndun dísúlfíðtengja
Boðmiðlun og hormón
17
Boðmiðlun og hormón
18
Boðmiðlun og hormón
19
Stýring hormónaseytingar –skjaldkirtilshormón
Hormónaseytingu er stýrt, oft með stigveldi (hierarchy)
TRH (thyrotropin releasing hormone, trípeptíð úr undirstúku)
stýrir smíð TSH
TSH (thyroid stimulating hormone,
peptíð úr fremri hluta heiladinguls) stýrir smíð T3 og T4
Boðmiðlun og hormón
20
Boðmiðlun og hormón
21
Boðmiðlun og hormón
22
Boðmiðlun og hormón
23
Boðmiðlun og hormón
24
Boðmiðlun og hormón
25
Skjaldkirtilshormón
Skjaldkirtilshormónin T3 og T4 eru fituleysnar
afleiður týrósíns, sem bætt hefur verið á joði
Gerð úr tveimur týrosínleifum,
tengdum etertengi með 3 (T3) eða 4 joðatóm (T4)
Stærð skjaldkirtils er breytileg og háð joðmagni fæðu
Skjaldkirtill Íslendinga er lítill (11-15 grömm) og joðríkur
Ef joð er mjög lítið í fæðu, stækkar kirtillinn.
Joð kemur einkum úr sjávarfangi.
Joðneysla Íslendinga hefur minnkað á undanförnum árum,
einkum meðal ungs fólks.
Víða erlendis er joðíði bætt út í matarsalt.
Boðmiðlun og hormón
26
Boðmiðlun og hormón
27
Sterahormón - Bygging
Sterahormónum má skipta í fimm flokka.
Prógestin
Sykursterar
Saltsterar
Karlhormón
Kvenhormón
(glucocorticoids)
(mineralocortocoids)
(androgens)
(oestrogens)
Boðmiðlun og hormón
C21-sterar.
C21-sterar.
C21-sterar.
C19-sterar.
C18-sterar.
28
Nafngiftakerfið getur verið mjög upplýsandi
um byggingu steranna.
Hýdroxýlhópur
Ketóhópur
Tvítengi
= ól.
= ón.
= en.
Boðmiðlun og hormón
29
10-19
Boðmiðlun og hormón
30
Sterahormón - Smíð
Hliðarkeðjan sem tengist C-atómi nr. 17 er
stytt um 6 kolefnisatóm (C21-sterar),
eða alveg klippt af (C19-sterar, C18-sterar).
Í kvenhormónum er meþýlhópur í stöðu 19 numinn brott,
og hringur A verður arómatískur.
Lykilhvörf í sterasmíð eru hýdroxýleringar fyrir tilstuðlan
sýtókróms P-450.
Það gegnir einnig hlutverki í afeitrunarferlum
og hvörfunum krabbameinsvaldandi efna.
Hýdroxýlhópar geta hvarfast í ketóhópa,
tvíbindingar flust til eða afoxast.
Boðmiðlun og hormón
31
Boðmiðlun og hormón
32
21-46
Boðmiðlun og hormón
33
Sterahormón - Smíð
Pregnenólón er lykilefni í smíð
allra sterahormóna frá kólesteróli.
Það er forstig allra annarra sterahormóna.
Boðmiðlun og hormón
34
21-47
Boðmiðlun og hormón
35
Sterahormón - Sykur- og saltsterar
Sykur- og saltsterar myndast frá prógesteróni
með mjög sérhæfðum hýdroxýleringum.
Til eru innkirtlasjúkdómar
þar sem virkni sérhæfðra hýdroxýlasa er skert.
Manngerðar steraafleiður (prednisolone, prednisone)
eru notaðar sem bólgueyðandi lyf
Boðmiðlun og hormón
36
10-19
Boðmiðlun og hormón
37
10-19
Boðmiðlun og hormón
38
Sterahormón – Karlhormón
Karlhormón (andrógen) eru einnig smíðuð frá prógesteróni.
Sum þeirra eru framleidd í nokkrum mæli í nýrnahettum.
Eins og önnur sterahormón eru þau afvirkjuð
með ýmsum umbreytingum
og skiljast oft út í þvagi sem súlfat- eða glúkúroníðafleiður.
Slíkar afleiður eru mældar í þvagi
ef grunur er um misnotkun vefjamyndandi stera.
Boðmiðlun og hormón
39
10-19
Boðmiðlun og hormón
40
Sterahormón – Kvenhormón
Kvenhormón (östrógen) myndast frá andrógenum.
Í sumum tegundum brjóstakrabba þurfa æxlisfrumur
á östrógenum að halda til að skipta sér.
Ensímið arómatasi hvetur hvörfin
þegar hringur A verður arómatískur,
hindrar hans lofa góðu sem lyf við brjóstakrabba.
Boðmiðlun og hormón
41
10-19
Boðmiðlun og hormón
42
Tamoxífen keppir við östrógen um tengsl við viðtaka,
en tamoxífen-viðtaka-komplex hefur ekki áhrif á umritun gena.
Boðmiðlun og hormón
43
12-40
Boðmiðlun og hormón
44
Kvenhormón
Prógesterón er prógestin (prógestagen, gestagen),
smíðað í tveimur skrefum frá pregnenólóni.
Það veldur því að fósturvísir festist við legþekju
og ýtist inn i hana sex dögum eftir frjóvgun.
Getnaðarvarnarlyf eru afleiður prógesteróns og östrógena
sem valda tímabundinni ófrjósemi kvenna.
Þau hindra egglos, draga úr ferð sáðfrumna
og koma í veg fyrir að fósturvísir festist í legþekju.
Þau eru þannig hönnuð að þau ummyndast lítið í lifur.
Boðmiðlun og hormón
45
21-46
Boðmiðlun og hormón
46
12-40
Boðmiðlun og hormón
47
Helstu umbreytingar stera
Lögð er áhersla á að nemendur þekki helstu flokka
sterahormóna (fremur en formúlur).
Helstu hvörf í sterasmíð eru hýdroxýleringar.
Hýdroxýlhópar geta hvarfast í ketóhópa,
tvíbindingar flust til eða afoxast.
Sterahormón eru afvirkjuð með ýmsum hætti,
sjá karlhormón.
Boðmiðlun og hormón
48
Boðmiðlun og hormón
49
Boðmiðlun og hormón
50
Boðmiðlun og hormón
51