第七章 信号转导-课件.pptVIP

植物细胞信号转导的模式 细胞接收胞外信号进行信号转导可以分为4个步骤：1.信号分子与细胞表面受体的结合；2.跨膜信号转换；3.在细胞内通过信号转导网络进行信号传递、放大与整合；4.导致生理生化变化。如果信号分子可以直接进入细胞，前两个步骤可省略。 第一节 信号与受体结合 一、信号(signals) 对植物体来讲,环境变化就是刺激,就是信号。如含羞草运动. 植物激素是植物体主要的胞间化学信号。如当植物根系受到水分亏缺胁迫时，根系细胞迅速合成脱落酸(ABA)，ABA再通过木质部蒸腾流输送到地上部分，引起叶片生长受抑和气孔导度的下降。而且ABA的合成和输出量也随水分胁迫程度的加剧而显著增加。这种随着刺激强度的增加，细胞合成量及向作用位点输出量也随之增加的化学信号物质称之为正化学信号。然而在水分胁迫时，根系合成和输出细胞分裂素(CTK)的量显著减少，这样的随着刺激强度的增加，细胞合成量及向作用位点输出量随之减少的化学信号物质称为负化学信号。 当环境信号刺激的作用位点与效应位点处在植物不同部位时，胞间信号就要作长距离的传递，高等植物胞间信号的长距离传递，主要有以下几种： 1.易挥发性化学信号在体内气相的传递，乙烯和茉莉酸甲酯均属此类信号.2.化学信号的韧皮部传递。3.化学信号的木质部传递。4.电信号的传递。5.水力学信号的传递。 二、受体（receptor) 受体：指能够特异地识别并结合信号、在细胞内放大、传递信号的物质。存在于细胞表面或亚细胞组分中的天然分子。 受体的主要特性：①能与配体特殊结合；②高度的亲和力；③饱和性。根据受体在细胞中的位置，可将它分为细胞表面受体和胞内受体。至今发现的受体大都为蛋白质。 细胞表面受体 G蛋白连接受体(G-protein-linked receptor)： 受体蛋白的氨基端位于细胞外侧，羧基端位于内侧，一条单肽链形成几个?螺旋的跨膜结构。羧基端具有与G蛋白相互作用的区域，受体活化后直接将G蛋白激活，进行跨膜信号转换。 细胞内的G蛋白一般分为两大类：一类是由三种亚基(α、β、γ)构成的异源三体G蛋白，另一类是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。它们都能结合GTP或GDP，结合了GTP之后都呈活化态，可以启动不同的信号转导。 酶连受体(enzyme-linked receptor) 受体本身是一种酶蛋白，具有胞外感受信号区域、跨膜区域和胞内的激酶区域。当细胞外区域与信号分子结合时，可激活酶，将下游组分（靶蛋白）磷酸化而传递信号。 细胞内受体 位于亚细胞组分如细胞核、液泡膜上的受体叫做细胞内受体。一些信号是疏水性小分子，不经过跨膜信号转换，而直接扩散入细胞，与细胞内受体结合后，在细胞内进一步传递和放大。 一些信号,如甾类小分子,可以通过简单扩散进入细胞,与细胞内受体调节基因结合。 第二节 跨膜信号转换 跨膜信号转换（transmenbrane transduction):信号与细胞表面的受体结合后，通过受体将信号转导进入细胞内的过程。 G蛋白跨膜信号转换: G蛋白（G protein）的全称为异三聚体GTP 结合蛋白（heterotrimeric GTP binding protein），它具有GTP酶的活性，由?（31-46 kD）、?（约36 kD）和 ?（7-8 kD）三种亚基组成。亚基上氨基酸残基的酯化修饰作用将G蛋白结合在细胞膜面向胞质溶胶的一侧。 二元组分系统跨膜信号转换: 在植物细胞中，还存在着另一条叫做二元组分系统的跨膜信号转换（two-component system) 途径。二元组分系统首先是在细菌中发现的。 结构：受体有两个基本的部分，一是组氨酸蛋白激酶（His protein kinase,HPK)，HPK位于质膜，分为感受细胞外刺激部分和激酶部分。 另一个是反应调节蛋白（response-regulator protein,RR)。 信号转换：当HPK接受信号后，激酶的组氨酸残基发生磷酸化，并且将磷酸基团传递给下游的RR。 RR也有两个部分：一是接受磷酸化基团的部分，具有天冬氨酸残基。另一部分为信号输出部分，将信号传递给下游的组分，通常是转录因子，调控基因的表达。 第三节 细胞内信号转导形成网络 在植物生长发育的某一阶段，常常是多种刺激同时作用。因而，复杂而多样的信号系统之间存在相互作用，形