植物生理學標準8(植物體內(nèi)的細胞信號轉導)課件

1、第七章 植物體內(nèi)的細胞信號轉導一、 植物細胞信號轉導1. 植物生長和發(fā)育過程中所面對的刺激與信號 1）外界環(huán)境信號的刺激，如機械刺激、溫度、 光照、氣體、重力、觸摸、病原因子、傷害、水分等； 2）體內(nèi)其他細胞傳來的信號，如生長調節(jié)劑、多肽、糖、代謝物等。2. 植物體內(nèi)信號傳導的概念 指植物感受、傳導環(huán)境刺激的分子途徑及其在植物生長發(fā)育過程中調控基因的表達和生理生化反應。 二、 細胞受體1 . 細胞受體的概念 指存在于細胞表面或亞細胞組分中的天然物質，可特異地識別并結合化學信號物質-配體，并在細胞內(nèi)放大、傳遞信號，啟動一系列生化反應，最終導致特定的細胞反應。 細胞受體+配體（信號物質）受體-配體

2、復合體生化反應細胞反應2. 細胞受體的基本特性1）高度特異性：只與其特定的信號物質（配體）結合并觸發(fā)反應；2）高親和力：與配體的結合能力強；3）可逆性：與配體的結合是可逆的。3. 植物細胞受體的類型1）細胞內(nèi)受體：存在于亞細胞組分（如細胞核等）上的受體；2）細胞表面受體：存在細胞表面（如細胞膜等）上的受體. G蛋白在高等植物中的普遍存在，也證明它在光、植物激素對植物的生理效應、在跨膜離子運輸、氣孔運動、植物形態(tài)建成等生理活動的細胞信號轉導過程中有重要調節(jié)作用。細胞內(nèi)的G蛋白一般分為兩大類：一類是由三種亞基(、)構成的異源三體G蛋白，另一類是只含有一個亞基的單體“小G蛋白”。作用方式1）直接與靶

3、酶結合，誘導靶酶的活性構象，從而調節(jié)酶活性；2）與Ca2+結合，形成活化的Ca2+ . CaM復合體，然后再與靶酶結合將靶酶激活。 目前已知有十多種酶受Ca2+-CaM的調控，如蛋白激酶、NAD激酶、H+-ATPase等。在以光敏色素為受體的光信號傳導過程中Ca2+-CaM胞內(nèi)信號起了重要的調節(jié)作用。 植物細胞中Ca2+的運輸系統(tǒng) 2）肌醇磷脂信號系統(tǒng) 肌醇磷脂(inositol phospholipid)是一類由磷脂酸與肌醇結合的脂質化合物，分子中含有甘油、脂酸磷酸和肌醇等基因，其總量約占膜脂總量的1/1O左右。主要以三種形式存在于植物質膜中：磷脂酰肌醇(phosphatidylinosit

4、ol,PI)脂酰肌醇-4-磷酸(PIP) 磷脂酰肌醇4,5-二磷酸(PIP2)。作用方式：以肌醇磷脂代謝為基礎的細胞信號系統(tǒng)，又稱雙信號系統(tǒng)是在胞外信號被膜受體接受后，以G蛋白為中介，由質膜中的磷酸脂酶C(PLC)水解PI2而產(chǎn)生肌醇-1,4,5-三磷酸(inositol 1,4,5-triphosphate IP3)和二酰甘油(diacylglycerol,DG，DAG)兩種信號分子。在雙信號系統(tǒng)中，IP3通過調節(jié)Ca2+濃度，而DAG則通過激活蛋白激酶C(PKC)來傳遞信息 四、蛋白質的磷酸化和去磷酸化蛋白質磷酸化就是進行共價修飾的過程，蛋白質磷酸化以及去磷酸化是分別由一組蛋白激酶(protein kinase)和蛋白磷酸酯酶(protein phosphatase)所催化的，它們是上述的幾類胞內(nèi)信使進一步作用的靶酶，也即胞內(nèi)信號通過調節(jié)胞內(nèi)蛋白質的磷酸化或去磷酸化過程而進一步轉導信號。 蛋白激酶的底物既可以是酶，也可以是轉錄因子(transcription factors)，因而它們既可以直接通過對酶的磷酸化修飾