第7讲生命的信号课件.pptVIP

第7讲 生命的信号与传递 沈 显 生 中国科大生命科学学院 主要内容 一、信号的概念 二、植物激素 三、动物激素 四、激素的作用机理 五、外界信号的感受 一、信号的概念 信号就是能够引起细胞或有机体产生一系列物理的或化学的反应过程，最终表现出某种生理效应的物质或媒介。信号的功能包括：①调节代谢，通过对代谢相关酶活性的调节，以控制细胞的物质和能量代谢；②调节细胞周期，使DNA复制的相关基因得以表达，细胞进入分裂和增殖阶段；③实现细胞功能，如肌肉的收缩和舒张，腺体的分泌；④影响细胞的存活；⑤控制细胞分化，使基因有选择性地表达，细胞不可逆地分化成为具特定功能的成熟细胞。 信号分子的特点与类型 1、化学信号的特点 从化学结构来看，信号分子包括：小分子肽、蛋白质、气体分子（NO、CO）、离子、无机化合物、有机化合物，以及氨基酸、核苷酸、脂类和胆固醇衍生物等。就细胞信号而言，其共同特点是：①特异性，只能与特定的受体结合；②高效性，纳摩尔级甚至皮摩尔级的信号分子即可发生明显的生物学效应，这一特性有赖于细胞的信号逐级放大系统；③可被灭活，完成信息传递后可被降解或修饰而失去活性，保证信息传递的完整性和细胞免于疲劳。 2、信号的类别 从细胞信号的产生和作用方式来看，可分为内分泌激素、神经递质、局部化学介导因子和气体分子等4类。 信号的受体 信号的受体（receptor）是一种能够识别和选择性结合某种配体（信号分子）的大分子物质，多为糖蛋白。一般至少包括两个功能区域，即与配体结合的区域和产生效应的区域。当受体与配体结合后，构象发生改变而产生活性，启动一系列反应过程，最终表现为生物学效应。受体与配体间的作用具有3个主要特征：①特异性；②高度的亲和力；③饱和性。 信号传递辅助物 蛋白激酶在信号传递过程中是一个非常重要的物质，但其本身不是属于信号分子，它是一类磷酸转移酶，其作用是将 ATP 的 γ 磷酸基转移到底物特定的氨基酸残基上，使蛋白质磷酸化。蛋白激酶可分为5类：（将磷酸基团的受体列在其后） （1）蛋白丝氨酸／苏氨酸激酶——丝氨酸／苏氨酸羟基； （2）蛋白组／赖／精氨酸激酶——咪唑环，胍基，ε-氨基； （3）蛋白酪氨酸激酶——酪氨酸的酚羟基； （4）蛋白天冬氨酸／谷氨酸激酶——酰基； （5）蛋白半胱氨酸激酶——巯基。 胞间通讯的主要类型 细胞间通讯主要有以下4种方式。 化学通讯 化学通讯是间接的细胞通讯形式，指细胞分泌一些化学物质（如，激素）至细胞外，作为信号分子作用于靶细胞，调节其功能。 细胞间隙连接 膜表面分子接触通讯 胞间连丝 二、植物激素 内源性植物激素 外源性植物激素 人工合成的具有生理活性、类似植物激素的化合物，称为植物生长调节剂，或植物外源激素。 1. 生长促进剂：为人工合成的类似生长素、赤霉素、细胞分裂素类物质。它们能促进细胞的分裂和伸长，新器官的分化和形成，防止果实脱落。生长促进剂包括：2,4-二氯苯氧乙酸（2,4-D）、吲哚乙酸、吲哚丁酸、萘乙酸、2,4,5-T、2,4,5-TP、胺甲萘（西维因）、增产灵、GA3赤霉素、苄基腺嘌呤等。 2. 生长延缓剂：这是一类抑制茎尖下部区域细胞的分裂和伸长生长，使其生长速率减慢的化合物。包括：矮壮素（CCC）、B9（比久）、阿莫-1618、氯化膦-D（福斯方-D）、助壮素（缩节胺）等。 3. 生长抑制剂：这与生长延缓剂不同，主要抑制茎尖分生组织中的细胞分裂，造成顶端优势丧失，使侧枝的数目增加，叶片缩小。它的作用不能被赤霉素所逆转。这类物质有：MH（抑芽丹）、二凯古拉酸、TIBA（三碘苯甲酸）、氯甲丹（整形素）、增甘膦等。 4. 乙烯释放剂：这是人工合成的可释放乙烯的化合物，可以催促果实成熟。 5. 脱叶剂：脱叶剂可引起乙烯的释放，使叶片加快衰老和脱落。其主要物质有：三丁三硫代丁酸酯、氰氨钙、草多索、氨基三唑等。脱叶剂常为除草剂。 6. 干燥剂：干燥剂可通过受损的细胞壁使水分急剧丧失，促使细胞死亡。它在本质上是接触型的除草剂。主要有：百草枯、杀草丹、草多索（哆嗦）、五氯苯酚等。 植物激素间的相互作用 1、增效作用：例如，GA3与IAA共同使用可强烈促进形成层的细胞分裂。对某些苹果品种，只有同时使用才能诱导无籽果实的形成。 2、促进作用：例如，外源GA3能促进内源生长素的合成，因为施用的GA3可抑制组织内IAA氧化酶和过氧化物酶的活性，从而延缓IAA的分解。高浓度的外源生长素可促进乙烯的生成。在植物传粉时，当花粉一旦落到柱头上就开始萌发，产生了大量生长素；生长素刺激柱头合成乙烯，乙烯加速花的老化，使柱头萎缩，而后降落的花粉就