細(xì)胞信號(hào)傳導(dǎo)優(yōu)秀公開(kāi)課件

植物的生長(zhǎng)和發(fā)育植物體內(nèi)含有的基因受內(nèi)外條件的影響，在時(shí)間和空間上順序表達(dá)的結(jié)果。第五章植物細(xì)胞的信號(hào)傳導(dǎo)一、概念二、胞外信號(hào)傳遞三、跨膜信號(hào)轉(zhuǎn)換*四、胞內(nèi)信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)*五、蛋白質(zhì)可逆磷酸化*—自學(xué)二、胞外刺激信號(hào)傳遞1胞外（胞間）信號(hào)能引起胞內(nèi)信號(hào)的胞間信號(hào)和環(huán)境刺激稱之為初級(jí)信使（primarymessenger），或第一信使（firstmessenger）。光、溫度、水分、重力、傷害、病原菌、毒物、礦物質(zhì)、氣體等。生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑、多肽、糖、膨壓等。外界環(huán)境刺激體內(nèi)胞外信號(hào)2胞間信號(hào)傳遞(1)化學(xué)信號(hào)

化學(xué)信號(hào)（chemicalsignals）是指細(xì)胞感受環(huán)境刺激后形成并能傳遞信息引起細(xì)胞特定反應(yīng)的化學(xué)物質(zhì)。如植物激素（脫落酸、乙烯、赤霉素、生長(zhǎng)素、細(xì)胞分裂素等）植物生長(zhǎng)活性物質(zhì)（寡聚糖、茉莉酸、水楊酸、

多胺類化合物、殼梭孢菌素等）

胞間化學(xué)信號(hào)的傳遞途徑和速度：韌皮部，傳遞速度為0.1～1mm/s，可上可下；木質(zhì)部集流傳遞；氣腔擴(kuò)散，速度可達(dá)2mm/s左右。二、胞外刺激信號(hào)傳遞(2)物理信號(hào)

物理信號(hào)（physicalsignals）是指細(xì)胞感受環(huán)境刺激后產(chǎn)生的具有傳遞信息功能的物理因子。

如水力學(xué)信號(hào)

電波

傳遞途徑：薄壁組織--速度快（1～20cm/s），范圍小，限節(jié)間。導(dǎo)管質(zhì)外體--速度較慢（5～10mm/s），范圍廣，可及全身。二、胞外刺激信號(hào)傳遞離子通道偶聯(lián)受體細(xì)胞表面的3種受體酶聯(lián)受體G蛋白偶聯(lián)受體提純的各種G蛋白在溶液中分子質(zhì)量約為10萬(wàn)，在SDS電泳中可看出它由三種亞基組成?，F(xiàn)已至少有20多種不同的α亞基、6種β亞基和10多種γ亞基已分離鑒定，理論上可組成上千種異三聚體G蛋白，因而增加了轉(zhuǎn)導(dǎo)信號(hào)的多樣性。下游效應(yīng)器，在動(dòng)物細(xì)胞中有多種，包括離子通道及各種效應(yīng)酶等。但目前在植物細(xì)胞中還未能通過(guò)分子生物學(xué)或生物化學(xué)手段了解G蛋白下游的效應(yīng)器，只有一些藥理學(xué)實(shí)驗(yàn)證據(jù)表明植物G蛋白也同樣存在效應(yīng)器。由三種亞基（α、β、γ）組構(gòu)成的

G蛋白異源三聚體G蛋白只含有一個(gè)亞基的單體“小G蛋白”

小G蛋白與異源三體G蛋白α亞基有許多相似之處，都能結(jié)合GTP或GDP，結(jié)合了GTP后都呈活化態(tài)，可以啟動(dòng)不同的信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)。G蛋白參與的跨膜信號(hào)轉(zhuǎn)換G蛋白參與的跨膜信號(hào)轉(zhuǎn)換四、胞內(nèi)信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)

由胞外刺激信號(hào)激活或抑制的、具有生理調(diào)節(jié)活性的細(xì)胞內(nèi)因子被稱為胞內(nèi)信號(hào)或第二信使（secondmessenger）。1、鈣信號(hào)系統(tǒng)2、肌醇磷脂信號(hào)系統(tǒng)*3、環(huán)核苷酸信號(hào)系統(tǒng)*

植物細(xì)胞內(nèi)鈣轉(zhuǎn)移系統(tǒng)模式圖

鈣調(diào)素(calmodulin,CaM)

鈣調(diào)蛋白中分布最廣，了解最多。

耐熱、酸性、高親鈣性的球蛋白。

張槐耀1967年首先在動(dòng)物中發(fā)現(xiàn)。

鈣調(diào)素的作用方式：CaM

CaM靶酶構(gòu)象靶酶活化Ca2+-CaMCa2+-CaM蛋白激酶靶酶磷酸化鈣依賴型蛋白激酶（CDPK）--植物中鈣調(diào)磷酸酶B相似蛋白（CBL）磷脂酰肌醇磷脂酶C鈣受體--鈣調(diào)蛋白：肌醇磷脂的分子結(jié)構(gòu)磷脂酶A2磷脂酶D磷脂酶A1磷脂酶CPLC磷脂酰肌醇PI磷脂酰肌醇-4，5-二磷酸PIP2磷脂酰肌醇-4-磷酸PIP五、信號(hào)傳導(dǎo)中的蛋白質(zhì)可逆磷酸化

nNTPnNDP

蛋白激酶

蛋白質(zhì)蛋白質(zhì)-nPi

蛋白磷酸酶

nPiH2O磷酸化作用(phosphorylation)是由蛋白激酶（proteinkinase,PK）催化的將磷酸基團(tuán)轉(zhuǎn)移到其他化合物的過(guò)程。

脫（去）磷酸化作用(dephosphorylation)是由蛋白磷酸酶（phosphatase,PP）催化的蛋白質(zhì)脫（去）磷酸化的過(guò)程。蛋白質(zhì)的可逆磷酸化作用：參與許多生化反應(yīng)的調(diào)節(jié)，涉及的范圍非常廣泛，如離子的吸收、氮素的同化、細(xì)胞分裂、生長(zhǎng)發(fā)育、光合作用、基因表達(dá)、抗病等過(guò)程。1、蛋白激酶植物中約有2%~3%的基因編碼蛋白激酶鈣依賴型蛋白激酶(calcium-dependentproteinkinase,CDPK)1992年Roberts等最早從大豆中得到，有鈣的結(jié)合位點(diǎn)，但不依賴于鈣調(diào)素。靶蛋白：質(zhì)膜ATP酶、離子通道、細(xì)胞骨架成分等。類受體蛋白激酶（receptor-likeproteinkinase,RLK）研究發(fā)現(xiàn)多種生長(zhǎng)因子受體都具有RLK活性酪氨酸蛋白激酶(tyrosineproteinkinase，TPK)有很高的特異性，只能磷酸化蛋白質(zhì)中的酪氨酸殘基。2、蛋白磷酸酶

其分類與蛋白激酶相對(duì)應(yīng)，分為:絲氨酸/蘇氨酸蛋白磷酸酶酪氨酸型蛋白磷酸酶有雙重底物特異性。2、蛋白磷酸酶

其分類與蛋白激酶相對(duì)應(yīng)，分為絲氨酸/蘇氨酸蛋白磷酸酶、酪氨酸型蛋白磷酸酶有些酶具有雙重底物特異性。生長(zhǎng)調(diào)節(jié)因子激素未知發(fā)育信號(hào)膨壓胞內(nèi)受體細(xì)胞核電信號(hào)基因表達(dá)調(diào)控多肽Ca

CaM跨膜離子流動(dòng)糖、氨基酸CDPK代謝途徑調(diào)控光、溫度IP3細(xì)胞骨架變化病原菌DAG細(xì)胞壁碎片CAMPG蛋白機(jī)械刺激膜受體效應(yīng)器第二蛋白靶酶或生理礦質(zhì)元素信使激酶靶蛋白效應(yīng)損傷等