3.三磷酸肌醇和二酰甘油为第二信使的信息传递系统 许多含氮激素是以cAMP为第二信使调节细胞功能活动的,但有些含氮激素的作用信息并不以cAMP为媒介进行传递,如胰岛素、催产紊、催乳素、某些下丘脑调节肽和生长因子等。实验表明,这些激素作用于膜受体后,往往引起细胞膜磷脂酰肌醇转变成为三磷酸肌醇(inositol 1,4,5-triphosphate,IP3)和二酰甘油(diacylglycerol,DG),并导致胞浆中Ca2+浓度增高。近年来,有人提出IP3和DG可能是第二信使的学说,引起人们的重视, 并且得到越来越多的实验证实。
这一学说认为,在激素的作用下,可能通过G蛋白的介导,激活细胞膜内的磷脂酶C(phospholipase C,PLC),它使由磷脂酰肌醇(PI)二次磷酸化生成的磷脂酰肌醇二磷酸(PIP2)分解,生成IP3和DG。DG生成后仍留在膜中,IP3则进入胞浆。在未受到激素作用时,细胞膜几乎不存在游离的DG,细胞内IP3的含量也极微, 只有在细胞受到相应激素作用时,才加速PIP2的降解,大量产生IP3和DG。IP3的作用是促使细胞内Ca2+贮存库释放Ca2+进入胞浆。细胞内Ca2+主要贮存在线粒体和内质网中。实验证明,IP3引起Ca2+的释放是来自内质网而不是线粒体,因为在内质网膜上有IP3受体,IP3与其特异性受体结合后,激活Ca2+通道,使Ca2+从内质网中进入胞浆。IP3诱发Ca2+动员的最初反应是引起短暂的内质网释放Ca2+,随后是由Ca2+释放诱发作用较长的细胞外Ca2+内流, 导致胞浆中Ca2+浓度增加。Ca2+与细胞内的钙调蛋白(calmodulin,CaM)结合后,可激活蛋白激酶,促进蛋白质磷酸化,从而调节细胞的功能活动。
类固醇激素作用机制DG的作用主要是它能特异性激活蛋白激酶C(protein kinase C,PKC),PKC的激活依赖Ca2+的存在。激活的PKC与PKA一样可使多种蛋白质或酶发生磷酸化反应,进而调节细胞的生物效应。 此外,DG的降解产物花生四烯酸是合成前列腺素的原料,花生四烯酸与前列腺素的过氧化物参与鸟苷酸环化酶的激活,促进cAMP的生成。cAMP作为另一种可能的第二信使,通过激活蛋白激酶G(PKG)而改变细胞的功能。
(二) 类固醇激素作用机制-基因调节学说
类固醇激素分子量小且是脂溶性的, 可以扩散通过细胞膜进入细胞内与胞浆中的受体结合,形成激素-胞浆受体复合物。激素-胞浆受体复合物可进入细胞核内。复合物再与核内受体结合, 转变为激素-核内受体复合物,启动DNA的转录过程,生成新的信使核糖核酸(mRNA)转移至胞浆内,翻译合成新的蛋白质(酶),从而引起相应的生理效应(见动画)。