植物生理学课件signal.docVIP

第5章 植物体内的细胞信号转导 细胞信号转导(signal transduction)指偶联各种刺激信号与其相应的生理反应之间的一系列分子反应机制。 细胞信号转导的分子途径大致可分为四个阶段： a 胞间信号传递; b 膜上信号转换 ; c 胞内信号转导; d 蛋白质可逆磷酸化。 :1）信号分子与膜表面受体结合； 2）跨膜信号转换； 3）胞内信号转导（胞内信号传递、放大及蛋白质可逆磷酸化）； 4）细胞反应（生理生化变化等）。 第1节 环境刺激和胞外信号 1信号 环境变化就是刺激，就是信号。 2 胞间信号传递 胞间信号(包括化学信号和物理信号)和某些环境刺激信号是细胞信号转导过程中的初级信使,即第一信使(first messenger)。 l.） 化学信号 指细胞感受环境刺激后形成,并能传递信息引起细胞反应的化学物质（植物激素等），也叫“配体” (ligand) 。 胞间化学信号长距离传递的主要途径是韧皮部,其次是木质部集流传递。 2.) 物理信号 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（电波、水压等）。 电波长距离传递途径是维管束,短距离传递则通过共质体以及质外体。 第2节 受体和跨膜信号转换 1 受体 指位于细胞膜上能与化学信号物质(配体)特异地结合,并能把胞外信号转换为胞内信号,发生相应细胞反应的物质。 受体大都为蛋白质。 根据所处位置，可分为胞内受体和细胞表面受体。 细胞表面受体的类型: G蛋白连接受体； 类受体蛋白激酶; 离子通道连接受体. P160 图7-3 第3节 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第二信使（亦称细胞信号传导过程中的次级信号）。它可进一步传递和放大经G蛋白等转换来的胞外信号。 1 钙信号系统 各种不同的胞外刺激信号都可能引起胞内游离Ca2+浓度的变化,还会引起Ca2+在细胞内的梯度分布或区域分布，以及Ca2+浓度的周期性上升与回落, 其变化的幅度、频率都不相同。 胞质内游离Ca2+主要通过质膜与内膜系统上的Ca2+通道及Ca2+泵来调节 钙调素 胞内Ca2+信号也可通过钙受体蛋白转导信号调节细胞生理反应。 钙结合蛋白与Ca2+的结合具有高度的亲和性及专一性,其中分布最广的是钙调素(CaM)。 CaM的作用方式: a）直接与靶酶结合, 诱导靶酶的活性构象而调节它们的活性; b）通过活化依赖Ca2+.CaM的蛋白激酶, 将靶酶磷酸化,影响其活性。 2 肌醇磷脂信号系统 在胞外信号为膜受体接受后, 以G蛋白为中介, 由质膜中的PLC水解PIP2产生 IP3和DG(or DAG)两种信号分子,因此,又称双信号系统。 IP3作为信号分子可能通过调节Ca2+传递信息。称为IP3/ Ca2+信号转导途径。 在液泡膜、内质网上存在IP3受体,可调节由钙库向细胞质的Ca2+释放。 有人把Ca2+称作为胞内第三信使 在动物细胞中，DAG通过激活PKC传递信息。 PKC是依赖于Ca2+和磷脂的蛋白激酶，激活后，可对某些底物蛋白或酶类进行磷酸化,实现信号转导,称为 DG/ PKC 信号转导途径。 3 环核苷酸信号系统  cAMP作为动物细胞中的第二信使是通过激活蛋白激酶进行信号转导。 cAMP信号系统也可能是植物细胞信号转导中较为普遍的机制。 第4节 蛋白质的可逆磷酸化 胞内信号通过调节胞内蛋白质的磷酸化或脱磷酸化过程而进一步实现信号转导,并最后导致一定生理反应。 PK 非活化蛋白质 ?ú 活化蛋白质 ?? PP 1 蛋白激酶 在细胞信号转导过程中，蛋白激酶通过其对靶蛋白分子的磷酸化作用而实现对后者的调节。 钙依赖型蛋白激酶(简称CDPK)：有钙的结合位点, 但不依赖于钙调素。(还发现有 PK Ca; PK Ca.CaM等) 2) 类受体激酶/受体样激酶（receptor-like kinase, RLK） RLK结构特点：整个分子可分成三个结构区,即细胞外侧的信号物质特异结合区（ N端）,质膜内侧具有的激酶活性区域（ C端）以及连接这两个区域的跨膜结构。 动物细胞中：具有