鹽皮質激素及其受體
醛固酮主要由腎上腺皮質球狀帶合成及分泌,平均分泌量為100~200/zg/d,血漿濃度為0.1~lnmoI/L,主要在肝臟代謝排出。此外,心臟、血管等組織也能合成醛固酮,并以自分泌和(或)旁分泌的形式發揮作用,可能參與了局部病理、生理過程,如纖維化等。醛固酮合成原料為膽固醇,經多種細胞色素P450及短鏈脫氫酶的催化作用而形成,其中最為關鍵的限速酶為醛固酮合成酶(cYP1B2),可催化皮質酮轉變為醛固酮。cYP1B2由常染色體8q21-22中cYP1B2基因編碼,該基因的轉錄受血管緊張素Ⅱ及血鉀的調節。當血中血管緊張素Ⅱ水平升高后,即與球狀帶細胞上特異性I型受體結合,激活磷脂酶c,啟動磷酸肌醇通路,使細胞內鈣離子濃度升高,通過鈣調素和鈣調素激酶激活cAMP反應元件結合蛋白,后者能與醛固酮合成酶基因啟動子中的cAMP反應元件相結合,進而促進醛固酮合成酶的基因轉錄和蛋白合成,導致醛固酮分泌增加。另外,血鉀升高也能促進細胞外鈣離子進入細胞內,通過上述細胞途徑直接促進醛固酮分泌。ACTH對醛固酮的調節作用在生理狀態下并不明顯,但應激時也能通過cAMP和蛋白激酶A激活cAMP反應元件結合蛋白,促進醛固酮分泌。
醛固酮的生物作用主要由鹽皮質激素受體(mineraloc·0rticoidreceptor,MR)介導。類固醇激素受體屬于核受體大家族,同類受體還包括視黃酸受體、甲狀腺素受體及維生素D受體等。它們的基本結構很相似,均包含3個功能結構域,即活化基因轉錄的N端結構域、與DNA位點結合的中間結構域以及與配體結合的c端結構域。
N端的結構在不同核受體中變化很大,同源性<15%。該區是受體磷酸化的主要部位,并含有與轉錄活化有關的結構域,稱為活化功能1區(AFl)或Taul區。N端結構域同時也是受體與其他轉錄因子相結合的部位。高度保守的DNA結合區是核受體家族的主要特征,其結構組成目前已經清楚。該區由66~68個氨基酸組成,含有9個位置保守的半胱氨酸。其中前8個半胱氨酸分別與兩個鋅原子作用,形成兩個鋅指結構。每個結構由12~13個氨基酸組成,間隔15~17個氨基酸。在靠近N端的第一個鋅指結構中,其基底部c端螺旋處含有3~4個重要的氨基酸,稱為P盒,主要參與靶基因上特異性DNA序列的識別并與之結合。另一個鋅指結構與DNA結合的特異性較差,但能增加前者與DNA結合的親和力,其基底部也含有5個氨基酸,稱為D盒,主要提供界面以便受體與其他蛋白質結合形成二聚體。c端的配體結合區也較為保守,富含疏水序列,由200~250個氨基酸組成,形成ll~12個螺旋結構,可提供與配體結合的特異性位點。其c端具有配體誘導的轉錄活化功能,稱為AFz區。另外,該結構域還參與受體的核內定位,并促進同形二聚體的形成。對于類固醇激素受體,此區也是與熱休克蛋白結合的部位。
非活化的MR主要位于胞質中,與兩分子熱休克蛋白相結合。一旦醛固酮與MR結合后,即可引起受體構型發生改變,脫去熱休克蛋白,形成二聚體,并激活核定位信號,使活化的受體配體復合物迅速轉移至核內。隨后DNA結合區暴露,鋅指頂端與靶基因上磷酸基團結合,識別特異性DNA序列并與之緊密結合,通過RNA聚合酶Ⅱ直接影響基因轉錄;或者通過與其他轉錄因子的作用,間接調節基因轉錄,進而產生一系列醛固酮誘導蛋白發揮作用,但是受醛固酮調控的確切基因目前知之甚少。據報道在醛固酮作用的最初40mln內,遠端腎單位上皮細胞中約O.5%的基因轉錄可受其影響。此外,醛固酮的部分作用還可由細胞內信號傳遞系統介導,引起細胞內鈣離子、cAMt,和cGMP等改變,快速影響靶細胞的功能。近來在人的單核細胞、豬的肝臟和腎臟等多個部位已發現有醛固酮膜結合位點,親和系數約為0.1nmol/L,可能介導了醛固酮的快速細胞作用。已有人在豬的肝臟微粒體中分離和克隆出孕酮的膜結合蛋白,這可能是第一個類固醇激素膜受體。