甾类激素的信号转导作用
时间：2020-12-23 08:03:27 来源：柠檬阅读网 本文已影响 人 
(1.内蒙古大学生命科学学院，内蒙古 呼和浩特 010021；
2.内蒙古大学团委，内蒙古 呼和浩特 010021;3.内蒙古农业大学生物工程学院，内蒙古 呼和浩特 010018）
摘 要：阐述了甾类激素的调节基因转录活性作用和信号转导作用。
关键词：甾类激素；
受体；
信号转导
中图分类号：Q579.1 文献标识码：A 文章编号：1007—6921(2008)08—0078—02
1 甾类激素调节基因转录活性的作用
甾类激素主要包括动物性激素、皮质激素和油菜素甾体类化合物(brassinosteroids,BR)等几大类，主要有：雌激素类(雌酮、雌二醇、雌三醇)；
雄激素类(睾酮、雄酮、雄烯二酮和表睾酮)；
皮质甾类激素(皮质酮、皮质醇)。这类激素也普遍存在于植物的根、茎、叶、花、果实、种子等组织和器官中。在植物中发现的动物性激素主要有雌激素类(雌酮、雌二醇、雌三醇、玉米赤霉烯酮)和雄激素类(睾酮、雄酮、雄烯二酮和表睾酮)。
分泌甾类激素的细胞为类固醇分泌细胞（steroid secreting cell），呈多边形或圆形，核圆形，位于细胞中央，胞质中含许多小脂滴。在HE染色切片中，脂滴中的脂类已被溶解，使胞质泡沫状。电镜下，这类细胞的胞质中粗面内质网和游离核糖体少。滑面内质网丰富，呈管状互相通连成网。高尔基复合体很大，位于核附近，有许多大小不等的线粒体，它们的嵴常呈管状。胞质中有许多含脂类的小泡，但无分泌颗粒。这类细胞贮存分泌物（激素）很少。脂类小泡中贮存较多的胆固醇和甘油三脂，是合成激素的原料。类固醇激素的合成是在滑面内质网和线粒体的酶共同参与下完成的，高尔基复合体也与分泌物合成有关，但确实的作用还不清楚。
甾类激素分子是化学结构相似的亲脂性小分子，相对分子质量为300Da左右，可以通过简单扩散跨越质膜进入细胞内。这类激素通常表现为影响细胞分化等长期的生物学效应。
甾类激素是亲脂性小分子主要代表，它们相对不溶于水，在血液转运中与特殊的载体蛋白结合。这类分子从血液中载体蛋白释放出来，很容易穿过靶细胞的质膜进入细胞，与细胞质或细胞核中的受体结合形成激素（配体）-受体复合物，调节基因表达，并影响特殊组织的的生长与分化。
2 甾类激素的信号转导作用
甾类激素受体是配体依赖性的转录因子，是配体调节性转录因子家族中的成员，这里的配体指的是激素分子。它们通过与靶基因应答成分结合将激素信号直接转导到核。这些受体是诱导还是阻遏转录取决于配体的可利用性和启动子的前后序列。
甾类激素的受体存在于细胞质中，通过基因克隆的方法，目前已从cDNA推出多种甾类激素受体的氨基酸序列，尽管甾类激素受体的氨基酸数为400到900不等，但都具有一个高度保守的富含半胱氨酸的区域，它由70～80个氨基酸组成两个“锌指结构”的重复单位。不同甾类受体的共同特点是有三个功能区：①富含Cys、具有锌指结构的DNA结合区（C区）。它是与靶基因中激素反应元件结合序列，富含Cys，每两个Cys络合一个Zn2+形成锌指结构。位于受体分子中部，由66～68个氨基酸组成，富含碱性氨基酸，便于与带负电荷的DNA结合，此区保守性最强。一个核定位序列（nuclear localization sequence, NLS）也在此区内，它由8个氨基酸（RKTKKKIK）组成可决定甾受体进入细胞核。②C端的激素结合区（E区）。位于C端，由250个氨基酸组成。它是与甾激素结合并将受体活化、并能进一步与DNA结合的关键结构。由于缺失E区激素结合的受体有不依赖于激素的转录活性，因此假定它对DNA结合区有遮盖作用。在非活性受体上的C区及E区上结合着一种抑制蛋白（热激蛋白），它防碍了受体与DNA的结合；
激素与E区结合，改变了其构象，使抑制蛋白解离下来，从而使受体DNA结合区暴露而活化。③N端的受体调节区（A/B区）。
A/B区具有一个非激素依赖的组成性转录激活结构（另一个在E区，）而且决定启动子专一性和细胞专一性，即它在选择激活不同靶基因，决定激素多样性上有重要意义。E区除激素结合域外还有与转录激活、受体二聚化及抑制蛋白结合的结构域。
在没有激素作用时，受体与热休克蛋白(Heat shock proteins, Hsps)形成复合物，因此阻止了受体向细胞核的移动及其与DNA的结合。当激素与受体结合后，受体构象发生变化，导致热休克蛋白与其解聚，暴露出受体核内转移部位及DNA结合部位，从而激素受体复合物向内转移，并结合于DNA上特异基因邻近的激素反应元件上。
每种类型的甾类激素与细胞质内各自的受体蛋白结合，形成激素受体复合物，并能穿过核孔进入细胞核内，激素和受体的结合导致受体蛋白构象的改变，提高了受体与DNA的结合能力，激活的受体通过结合于特异的DNA序列调节基因表达。受体与DNA序列的结合已得到实验证实，结合序列是受体依赖的转录增强子，这种结合可增加某些相邻基因的转录水平。一般靶细胞中约有104～105个甾类激素受体。
甾类激素-受体复合体可以识别并结合到专一的DNA序列上，从而诱导基因转录活性。这是甾类激素作用最基本的特点。甾类受体调节的基因活化常常是分两步进行的：对少数基因转录活性的直接诱导作用称为初级反应；
由这些基因产物继而激活其它基因，称为延缓性次级反应，它对初始激素效应起到了扩增作用。另外部分初级反应产物反馈调控，阻遏了初级反应基因进一步转录。
在氚标记雌二醇的研究中，认为甾类受体存在于细胞质中，甾类激素的受体与甾类结合后被激活，即分子构象发生变化，从而容易通过核膜孔进入细胞核内，且由于亲和力改变而易于与染色质结合，因此大量激素——受体复合体聚集在核内，这就是由胞质到核的“二步模型”。
近年来用免疫细胞化学方法发现，与雌性激素结合的和未结合的受体都存在于细胞核中，因此又提出了“胞核模型”。因此，可能有的甾类受体未结合配体前存在于细胞质中，而另外一些则原来就存在于核内。一般认为后者是主要的。
甾类激素-受体复合物要与DNA上的专一序列即激素调节元件（hormone regulatory elements，HRE）结合并调节转录活性，还要有一系列的激素-受体复合体二聚化、磷酸化，以及与其他转录因子协同作用的复杂过程。首先甾受体与许多转录因子一样，可以同源二聚体的形式与DNA的回文结构结合，以增加亲和性和稳定性；
甾受体的二聚化位点也在E区，此位点发生突变就不能二聚化，转录活性大大下降（说明二聚化是受体激活靶基因的必要前提）。甾受体与HRE结合本身并不能启动基因转录，它必须与其他转录因子一起，在RNA polII型基因的启动子区域形成起始复合物才能激活转录，受体磷酸化作用常发生在受体复合物与DNA结合之后，参与起始复合体的激活，cAMP与Ca2+，CaM依赖的蛋白激酶及酪氨酸蛋白激酶都可能参与此过程。
最近关于甾类激素信号转导的研究主要集中于癌症中甾类激素受体信号转导、甾类激素受体在人或动物不同组织中的表达以及甾类激素的临床关联等，以期通过这些研究帮助解决与甾类激素信号转导有关的人类疾病问题。另外，植物中甾类激素信号转导的分子机制也成为近年来人们研究的热门课题。
［参考文献］
［1］ Edwards DP. The role of coactivators and corepressors in the biology and mechanism of action of steroid hormone receptors. J Mammary Gland Biol Neop
lasia,2000 ,5(3):307～24.
［2］ Kariya Y, Moriya T, Suzuki T, Chiba M, Ishida K, Takeyama J, Endoh M, Watanabe M, Sasano H. Sex steroid hormone receptors in human skin appendage and its neoplasms. Endocr J,2005,52(3):317～25.
［3］ Kouhara H, Sato B. Regulatory mechanism of steroid hormone receptor functions. Gan To Kagaku Ryoho,1987,14(10):2824～9.
［4］ Kumar R, Gururaj AE, Vadlamudi RK, Rayala SK. The clinical relevance of steroid hormone receptor corepressors. Clin Cancer Res,2005,11(8):2822～31.
［5］ Mann PE, Babb JA. Neural steroid hormone receptor gene expression in pregnant rats. Brain Res Mol Brain Res,2005,142(1):39～46.
［6］ Murphy CE, Carder PJ, Lansdown MR, Speirs V. Steroid hormone receptor expression in male breast cancer. Eur J Surg Oncol,2005 Oct 28.
［7］ O"Malley BW, Tsai SY, Bagchi M, Weigel NL, Schrader WT, Tsai MJ. Molecular mechanism of action of a steroid hormone receptor. Recent Prog Horm Res,
1991,47:1～24.
［8］ Parker MG. Mechanism of steroid hormone action. Cancer Surv,1986,5(3):625～33.
［9］ Shank LC, Paschal BM. Nuclear transport of steroid hormone receptors. Crit Rev Eukaryot Gene Expr,2005,15(1):49～73.
［10］ Singh RR, Kumar R. Steroid hormone receptor signaling in tumorigenesis. J Cell Biochem,2005,96(3):490～505.
［11］ Thakur MK. Molecular mechanism of steroid hormone action during aging. A review. Mech Ageing Dev. 1988 Nov 14;45(2):93～110.
［12］ Vert G, Nemhauser JL, Geldner N, Hong F, Chory J. Molecular mechanisms of steroid hormone signaling in plants. Annu Rev Cell Dev Biol,2005,21:177～201.
［13］ 初立业.高等植物中的甾类激素［J］.植物杂志,2001,(3):33～34.
［14］ 孙大业,郭艳林,马力耕等.细胞信号转导［M］.北京:科学出版社,200331～34.
