《细胞信号传导》PPT课件

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1、植物的生长和发育植物体内含有的基因受内外条件的影响，在时间和空间上顺序表达的结果。第五章植物细胞的信号传导一、概念二、胞外信号传递三、跨膜信号转换*四、胞内信号转导*五、蛋白质可逆磷酸化*—自学一、细胞信号转导的概念细胞信号转导（signaltransduction）：是指偶联各种胞外刺激信号（包括各种内、外源刺激信号）与其相应的生理反应之间的一系列分子反应机理。细胞信号转导的分子途径：（1）胞外刺激信号传递（2）膜上信号转换（3）胞内信号传导（4）蛋白质可逆磷酸化二、胞外刺激信号传递1胞外（胞间）信号能

2、引起胞内信号的胞间信号和环境刺激称之为初级信使（primarymessenger），或第一信使（firstmessenger）。光、温度、水分、重力、伤害、病原菌、毒物、矿物质、气体等。生长调节剂、多肽、糖、膨压等。外界环境刺激体内胞外信号2胞间信号传递(1)化学信号化学信号（chemicalsignals）是指细胞感受环境刺激后形成并能传递信息引起细胞特定反应的化学物质。如植物激素（脱落酸、乙烯、赤霉素、生长素、细胞分裂素等）植物生长活性物质（寡聚糖、茉莉酸、水杨酸、多胺类化合物、壳梭孢菌素等）胞间化学

3、信号的传递途径和速度：韧皮部，传递速度为0.1～1mm/s，可上可下；木质部集流传递；气腔扩散，速度可达2mm/s左右。二、胞外刺激信号传递(2)物理信号物理信号（physicalsignals）是指细胞感受环境刺激后产生的具有传递信息功能的物理因子。如水力学信号电波传递途径：薄壁组织--速度快（1～20cm/s），范围小，限节间。导管质外体--速度较慢（5～10mm/s），范围广，可及全身。二、胞外刺激信号传递三、跨膜信号转换信号受体（receptor）是指位于细胞质膜上能与化学信号物质（配体；liga

4、nd）特异地结合，并能把胞外信号转化为胞内信号，发生相应细胞反应的物质。有特异性、高亲和力、可逆性。1、G蛋白偶联受体（G-protein-linkedreceptor）2、酶联受体（enzyme-linkedreceptor)3、离子通道偶联受体（ion-channel-linkedreceptor）离子通道偶联受体细胞表面的3种受体酶联受体G蛋白偶联受体G蛋白偶联受体(GPCR)一个大家族，脊椎动物细胞中数目可达2000种。具有七次跨膜结构，N-端在胞外，C-端在胞内。胞外结构域决定受体与其配基的识别

5、和结合；胞内结构域决定与G蛋白的识别并激活G蛋白。G蛋白(Gprotein)：异三聚体GTP结合蛋白(heterotrimericGTPbindingprotein)20世纪90年代证明G蛋白在高等植物中普遍存在，而且已初步证明G蛋白在光、激素对植物的气孔运动、细胞跨膜运输等细胞信号转导中有重要作用。1994年诺贝尔生理及医学奖授予在G蛋白发现过程中作出重要贡献的A.G.Gilman和M.Rodbell。提纯的各种G蛋白在溶液中分子质量约为10万，在SDS电泳中可看出它由三种亚基组成。现已至少有20多种不

6、同的α亚基、6种β亚基和10多种γ亚基已分离鉴定，理论上可组成上千种异三聚体G蛋白，因而增加了转导信号的多样性。下游效应器，在动物细胞中有多种，包括离子通道及各种效应酶等。但目前在植物细胞中还未能通过分子生物学或生物化学手段了解G蛋白下游的效应器，只有一些药理学实验证据表明植物G蛋白也同样存在效应器。由三种亚基（α、β、γ）组构成的G蛋白异源三聚体G蛋白只含有一个亚基的单体“小G蛋白”小G蛋白与异源三体G蛋白α亚基有许多相似之处，都能结合GTP或GDP，结合了GTP后都呈活化态，可以启动不同的信号转导。G

7、蛋白参与的跨膜信号转换G蛋白参与的跨膜信号转换四、胞内信号转导由胞外刺激信号激活或抑制的、具有生理调节活性的细胞内因子被称为胞内信号或第二信使（secondmessenger）。1、钙信号系统2、肌醇磷脂信号系统*3、环核苷酸信号系统*1、钙信号系统A、钙作为信号分子的基础胞质内的钙稳态：10-7mol/L~10-6mol/L，质膜外钙浓度在10-4mol/L~10-3mol/L。胞内钙来源：质膜外进入、细胞内钙贮藏体(内质网、液泡等)B、细胞内钙的转移系统钙进入胞内：离子通道，通道的开闭受膜电位的控制，

8、被动扩散。钙出细胞质：钙泵(依赖Ca2+-ATP酶)、Ca2+/H+反向传递体。P163图Ca2+信号的幅度、持续时间、频率及在细胞内定位不同，引起细胞作出不同的反应--Ca2+信号的时空多样性。植物细胞内钙转移系统模式图钙调素(calmodulin,CaM)钙调蛋白中分布最广，了解最多。耐热、酸性、高亲钙性的球蛋白。张槐耀1967年首先在动物中发现。钙调素的作用方式：CaMCaM靶酶构象靶酶活化Ca2+-CaMCa2+-Ca