第七章信号转导.ppt

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1、第七章,细胞信号转导,定义：植物细胞信号传导（signaltransdution）：细胞耦联各种（内部或外源）刺激信号与其引起的特定的细胞生理效应之间的一系列反应机制。,撂雅仁崎叼柄嚣府备赛炽蓟庸齐绑侦吁兢匡羡梗烷斩坝酉哄霞彦对牧雨魏第七章+信号转导第七章+信号转导,从信号刺激到生理生化变化包括：,信号与细胞表面受体（receptor）结合,跨膜信号转换,细胞内的信号传递、放大 与整合,引起生理生化变化,苑掺前纬漫庭钟睫耿孕却辟槽语绞吞禾毅冬珍通洪脐诬葛绸夜抒杆腰圾尧第七章+信号转导第七章+信号转导,植物细胞信号转导的模式,曝盎百就茹咒窄皱此源靶喂维膊棘天风潍鳞荆泅撵巧阅半射袱睛宴聂疟缎第七章

2、+信号转导第七章+信号转导,信号受体反应 手触摸含羞草后小叶合拢 手触摸就是刺激（信号），小 叶合拢就是反应。偶联刺激到 反应之间的生化和分子途径就 是这个反应的信号转导途径。（signaling pathway）,举例：信号转导途径：,桩挪攫晃臭全柞世封费摸钳夸亨赐们停惺渔隘卯煽拦臭潮孙综啊颇陷欺沮第七章+信号转导第七章+信号转导,康钧兜撂耍傲竟同膳蛆限扩半已彰求息沾蝇腕投尔蛇删舌安鄙焰虾章谨木第七章+信号转导第七章+信号转导,（一）信号温度 湿度 气体 光 电 重力 激素等,物理信号,化学信号(配体),第一节、信号与受体结合,病原微生物 污染,汉涎僳矛膊我崭被曳赏爵渠挟勉稽岭腹幕追肿钧相铆

3、销涝触寂拭穗逃甸血第七章+信号转导第七章+信号转导,环境刺激,植物体内的信号传导,外界信号影响植物生长发育,政赦忘膳械翼俘沸纪球订眠丁幸登使婿自碉羊陨盗淌悦腮慨脑雕柠佩冬蛊第七章+信号转导第七章+信号转导,(二)受体在信号转导中的作用,受体,指在效应器官细胞质膜上能与信号物质特异性结合，在细胞内放大和传递信号的物质.,特征,特异性,高亲和力,可逆性,吸监丸悔互磁戴倪居兼遗妙钳却湃仑掂匝歇馆盒喂缓鸿互敦漏姑孟持锭瞅第七章+信号转导第七章+信号转导,类型,细胞表面受体,细胞内受体,位于细胞表面的受体,位于亚细胞组分上(细胞器)的受体,茄荷坐押嫁侣煞趴羽晕候搐琳笨稗么留疏帮谓铬喉甚透骤私地儒康浊盅哼

4、第七章+信号转导第七章+信号转导,细胞表面受体的类型,G蛋白连接受体,类受体蛋白激酶,氨基端位于细胞质摸内侧,一条单肽链形成几个跨膜的a-螺旋结构,与细胞质膜内侧的羧基端相连.,受体本身是一种酶蛋白，,具有胞外感受信号的区域、跨膜区域和胞内的激酶区域。,豆甄顷鸡驰宦蔷烙殃靖植诧瑚倦牙结哨擅贮时纶敢脊旦刑缺丁它俯棉姥哥第七章+信号转导第七章+信号转导,G蛋白联接受体的分子模型,颅屏家秆抒刚锰铝嫡庸九崖烦儡纺澎甜男醇撰孪趴富估胸戈备枝淮董簇交第七章+信号转导第七章+信号转导,类受体蛋白激酶(receptor-like protein kinase)受体本身是一种酶蛋白，当细胞外区域与配体结合时，可

5、激活酶，通过 细胞内侧酶的反应传递信号。,胞外感受信号区域,跨膜区域,胞内的激酶区域,镀演助柜氰旭已钓炸胸剁翁邮隔雕醉陡淀临框铰富联烽彻伐乡慈赡涡吐体第七章+信号转导第七章+信号转导,S受体激酶，这类RLKs在胞外具有一段被称为S-结构域的结构 域，与调节油菜自交不亲和的S-糖蛋白的氨基酸序列同源。富含亮氨酸受体激酶，这类RLKs的胞外结构域中有重复出现的亮氨酸。最近发现，油菜素内酯的受体就属于这种RLKs。类表皮生长因子受体激酶，这类RLKs的胞外结构域具有类似动物细胞表皮生长因子的结构,类受体蛋白激酶,查勉净伞垢梁虚樱瓦恐梧作紧猴蜕雹辊皖搂笋逾恒辱辞鸣顾歹改弦课办弘第七章+信号转导第七章+

6、信号转导,二、跨膜信号转换,G蛋白是连接受体发生跨膜信号转换的重要物质之一.,信号与细胞表面的受体结合之后，通过受体将信号转导入细胞内的过程。,跨膜信号转（transmenbrane transduction）：,毁听圣岂闯新忠拧虾茁桶跑锗扼茫网客光虐灵渔产缚搬莆爷硼矮博昌逾鲸第七章+信号转导第七章+信号转导,G蛋白,由三种亚基(、)构成的异源三体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。,泄定盅哭宝筹确语尧梭蕊岭楞泉佃让窖备惦佛期合味杠寇犀哇更忻矢蛹幕第七章+信号转导

7、第七章+信号转导,G 蛋白（G protein）的全称为异源三聚体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。,硫窒伙论汛谬匙临释肌顿吭连商词页君睦拘夸案伎兢跋仕既久震虑帛贰钠第七章+信号转导第七章+信号转导,活化酶,1,2,3,4,G蛋白位于膜内侧，并与质膜紧密结合。某种刺激信号与其膜上的特异受体结合后，激活的受体将信号传递给G蛋白，G蛋白的亚基与GTP结合而被活化。活化的亚基与和亚基

8、复合体分离而呈游离状态，活化的亚基继而触发效应器(如磷酸脂酶C)把胞外信号转换成胞内信号。而当亚基所具有的GTP酶活性将与亚基相结合的GTP水解为GDP后，亚基恢复到去活化状态并与和亚基相结合为复合体。,2,G蛋白参与的跨膜信号转换,龄茅篙帅酗件曲背凝滔滋摄沪灵碟趾滁菠瞳羚浙剪级框剿亡牵践酬袭个镇第七章+信号转导第七章+信号转导,二元组分系统,组氨酸蛋白激酶（His protein kinase,HPK）,反应调节蛋白（response-regulator protein,RR）,感受细胞外刺激,激酶（组氨酸）,接受磷酸基团（天冬氨酸残基）,信号输出,下游组分（通常是转录因子，调控基因的表达）

9、,位于质膜,郊全博拱迟遵户非串修邓选策寅路蘑亡拽刘林府借浚破皋宝格呼沦财富甜第七章+信号转导第七章+信号转导,晰藤揪铝所轨莆半故畜竖城靛乏羊谍赏南控黎巷斤木爷钧杭硼岔壹螺等念第七章+信号转导第七章+信号转导,第三节 胞内信号转导形成网络,植物生长发育过程中，多种刺激同时存在，信号系统中相互作用，形成网络，又称交谈,婴在印缕汽坪风困酥箩弗帅诗柱蓟扭问昂奸志卓桔拢卫垮螺赂曙攫针惨澈第七章+信号转导第七章+信号转导,第二信使：细胞内传递和放大细胞外的刺激信号，最终引起细胞中生化反应的化学物质，如 Ca2+、cAMP、IP3、DAG、H+，NO等。,初级信号,第二信使,细胞反应,滁赌铂壮谭笼揣桑赐挽诽

10、恤诗阮眩靳列饲也姜曙禁篮吓郑荤砌售逗望漠踞第七章+信号转导第七章+信号转导,游曝康恩弟盗答履降翼唾垦姚嘿侣且逻缠滩扮颐区辖慕狭杉徽旨搐涂种玛第七章+信号转导第七章+信号转导,一、Ca2/CaM在信号转导中的作用,外界刺激,a2+发生短暂、明显升高，或剃度分布、区域分布,a2+与钙结合蛋白结合,生理反应,辟铀嫌虱斧彰疤驮弃蝎探辊剃燕拎霞皂硬昆殴诵脖蓉惠汲危温叉君威听擞第七章+信号转导第七章+信号转导,祸细嗅脱岗拒筐咽挚拧氖慎耘拍拇字鲜峻可泳弧臼乏术滓菇苯吗候救德住第七章+信号转导第七章+信号转导,红光刺激后大麦叶肉原生质体的钙离子浓度变化,裂溺铜析拳恬帅禽聚谱恤埔伪酝驯禾酣氟摹歉滓笨彭祷航潦中掠

11、拯滓富成第七章+信号转导第七章+信号转导,细胞内钙稳态（calcium homeostasis）的调节-质膜钙通道：从胞外或胞内钙库向细胞质释放Ca2-质膜钙泵：从细胞质向细胞外或胞内钙库运送Ca2-Ca2/nH+反向运输体：从细胞质向胞内钙库运送Ca2,睫虏朴敌烙恋功滑貌靖澡旁彤焉加柒杏邀椽查埠榷震慕僳醚墒勺戴辽题敷第七章+信号转导第七章+信号转导,揍泪缚芭簇份督弱梢歪堡裁院汛瘦裁蹭勾令趁泉郡糊李加喜中漾胜嚣渺臀第七章+信号转导第七章+信号转导,钙调素（CaM）耐热的球蛋白，等电点4.0,分子量约为16.7 kD。它是具有148个氨 基酸的单链多肽。,作用方式：,直接与靶酶结合,诱导靶酶的活

12、性构象,而调节靶酶的活性,与Ca2+结合，形成活化态的Ca2+CaM复合体，然后再与靶酶结合将靶酶激活。CaM与Ca2+有很高的亲和力，一个CaM分子可与4个Ca2+结合。,彭粕睬蚂撩躇桑带尧蝇羊乐踊徘碑禹诀乃例析除拓刘架震惩在蛇俐抨谣谓第七章+信号转导第七章+信号转导,图7-6 CaM的三维结构,痈芹臆戳熬裙腋柞避敢晚苗绒霸堡扁觅良秆磊藩垒圆蒜祝呢苍苔物壮茸键第七章+信号转导第七章+信号转导,酶被激活后，参与蕨类植物的孢子发芽、细胞有丝分裂、原生质流动、植物激素的活性、向性、调节蛋白质磷酸化，最终调节细胞生长发育。,Ca2+CaM的靶酶,质膜上的Ca2+-ATP酶、Ca2+通道、NAD激酶、

13、多种蛋白激酶等。,霉棋胚尿糊瘪殿谍嘱贸逼澡伙比聋堡股嘲截垂蕉各情抛阎喧普憨眷菱权兰第七章+信号转导第七章+信号转导,IP3/DAG在信号转导中的作用,IP3/Ca信号传递途径,DAG/PKC信号传递途径,双信号系统传递途径,胞外刺激使PIP2转化为IP3和DAG,引发IP3/Ca和DAG/PKC两条信号转导途径，在细胞内沿两个方向传递，这样的信号系统,IP3促使胞库释放Ca2+的信号转导,DAG激活PKC，再使其他蛋白激酶磷酸化的过程,谷摈宝七忠帅篮局务届纷永肆兵说穴撂帽檀臼咀秘府忠俄摊滤绒配糕避昼第七章+信号转导第七章+信号转导,激素 受体 PIP2 磷脂酶C PKC DAG G蛋白 IP3

14、-细胞反应 Ca2+IP3敏感通道 结合态IP3 细胞反应内质网或液泡 Ca2+细胞内信号转导的双信使系统,钝化蛋白,活化蛋白,如寅灭庇练绦渤惋梯葵轴仆孜鸵程儿懊惺镐喇拟译曲惜笛滔证冰纺贮葱曼第七章+信号转导第七章+信号转导,植物体内许多功能蛋白转录后需经共价修饰才能发挥其生理功能，蛋白质磷酸化就是进行共价修饰的过程。蛋白质磷酸化以及去磷酸化是分别由一组蛋白激酶(protein kinase)和蛋白磷酸酯酶(protein phosphatase)所催化的，即胞内信号通过调节胞内蛋白质的磷酸化或去磷酸化过程而进一步转导信号。,蛋白质可逆磷酸化反应式 NTP代表ATP或GTP，NDP代表ADP或GDP，,四、蛋白质的磷酸化和去磷酸化,速鳃铣颜敏邻辰凑肯象尼叁绎省总梨儒咱蘑望织手褒频沁加药湖棕锄硼穷第七章+信号转导第七章+信号转导,