结构与功能关系

1971年，Yalow和Berson用凝胶色谱法首先分析出其结构为一含39个氨基酸残基的多肽。早在1961年，李卓浩等就对人ACTH进行了测序，ACTH为包含39个氨基酸残基的直链结构。ACTH的N端与人甲状旁腺素在结构上存在一定的相似性。

ACTH的第4～7个氨基酸残基就具有促进皮质酮合成的效应，而且增加一个蛋氨酸可以显著增加这一作用。N端Ser是决定ACTH活性的关键残基，ACTH（1～10）的活性是ACTH（5～10）的100倍，而ACTH（1～18）具有ACTH的全部活性。对于刺激皮质激素释放的效应来讲，ACTH（1～24）比ACTH的活性更强。ACTH的C端部分（25～39）可以提高免疫原性，延长体内半衰期。因此，在功能上，ACTH至少可以被分成4个部分：11～18是与受体结合的重要部分，为受体结合区；4～10是促皮质激素释放作用的部分，包含“信号”区及作用区；C端部分ACTH（25～39）具有抗原活性及增加转运安全性的作用，可以称为ACTH的“外包装”。ACTH（11～24）表现为选择性拮抗ACTH的促进皮质激素释放的效应，从人垂体分离出的ACTH（7～38）也能拮抗ACTH的促皮质激素释放效应。用赖氨酸将两个ACTH（11～24）连接起来，可以使它的拮抗作用提高1000倍。[Phe9]ACTH（1～24）还具有抑制糖酵解和类固醇激素合成的作用。从豚鼠体内提取的ACTH，其24位Pro被Ala取代，比人的ACTH具有更强的促进醛固酮释放的作用。[Cys25]ACTH促进醛固酮释放的作用较强，是ACTH的3～4倍，但它刺激皮质酮释放的作用比ACTH弱。用DSer或β-Ala取代1位Ser残基，Lys取代17位Arg残基，赖氨酰胺或1，4二氨基正丁胺取代18位Arg残基，可以明显增加ACTH与受体结合的时间。后来，人们又发现更短的高活性的ACTH类似物，如[β-Ala1，Lys17]ACTH（1～17）-4-氨基正丁胺，而且这一ACTH的类似物能够抵抗氨肽酶与羧肽酶，具有更长的生物半衰期。

ACTH的免疫活性部分与其生物活性部分不同，最有效的免疫活性决定簇是C端22～39位氨基酸残基。ACTH也具有促进胰岛素释放的作用，但其N端，如ACTH（1～24），则缺乏这一效应。ACTH（1～13）失去了ACTH刺激皮质激素及醛固酮释放的大部分效应，但它具有更强的刺激黑色素细胞生长的作用。人的甲状旁腺素结构上与ACTH有很大的类似性，体外实验中（0.1nmol/L）刺激类固醇激素合成的作用比ACTH强10倍。

ACTH和MSH来自同一前体POMC，近年来发现它们还能结合共同的受体，因此将ACTH和MSH等相关肽类称为黑皮素，将其共同受体称为黑皮素受体。1992年，Mountjoy等首次成功克隆出小鼠和人的ACTH受体基因。小鼠ACTH受体由296个氨基酸残基组成，无内合子，相对分子质量（Mr）为225 000，包含有4个亚单位，Mr分别为83000、64000、52000和22000。83000和52000两个亚单位靠一个二硫键结合在一起，再与其他两个亚单位靠非共价键结合。在人的脾细胞和单核巨噬细胞上也发现了ACTH受体。ACTH可增加肾上腺皮质细胞ACTH受体的数量，胰岛素样生长因子1（IGF-1）能促进这一效应，β-转化生长因子（TGF-β）能减少肾上腺皮质细胞ACTH受体的数量。ACTH受体被激活后，通过激活腺苷酸环化酶增加细胞内cAMP的含量，进而发挥其促进皮质酮释放等生理作用。