植物细胞的信号转导-PPT课件.ppt
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1、 植物的生长发育是在环 境因子的影响下正确进行 时空表达的过程,这就需 要植物体正确地辨别各种 信息并作出相应的反应, 从而确保正常生长发育。 在复杂外界环境中植物 如何识别信号?如何传递 信号? 作出什么样反应? 这里不是具体的信号传递 v植物细胞信号转导概念 (signal transduction)注意signal和其同义词 information,message(口信、通知、消息),letter 指细胞 偶联 各种刺激信号与其引起的相应生理 效应 之间的 一系列分子反应机制。 刺激 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
2、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: 细胞信号转导的主要分子途径 v信 号 (Signal) 胞间信号: 环境刺激 胞间信号(第一信使) 胞内信号:第二信使(Ca2+、IP3、DAG、cAMP等) 化学信号: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(脱落酸、赤霉素、生长素等) 其他植物生长活性物质(多胺类、茉莉酸、水杨酸等 ) 物理信号: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。如电波、水力学信号 第一节 信号的概念及类型 v受体(receptor) 存在于细胞质膜或亚细胞组
3、分中可特异地识别并结合化 学信号物质(配体),并能把胞外信号转换为胞内信号,在 细胞内放大、传递信号并启动一系列生理生化反应,最终导 致特定的细胞反应的物质。 受体具有高度特异性、高亲和力和可逆性等特征。 细胞内受体(intra cellular receptor):存在于亚细胞 组分(如细胞核等)的受体。 细胞表面受体(cell surface receptor):位于细胞质膜上 的受体。 第二节 跨膜信号转换 跨膜信号转换通过细胞表面的受体与信号结合来实现。 细胞表面受体 酶联受体 (enzyme-linked receptor) 离子通道偶联受体 (ion-channel-linked
4、receptor) G蛋白联接受体 (G-protein-linked receptor) 酶联受体(enzyme-linked receptor) 受体本身是一种酶蛋白,当细胞外区域与配体结合 时,可激活酶,通过细胞内侧酶的反应传递信号。 离子通道连接受体(ionchannel-linked receptor) 受体本身是离子通道,受体接受信号后立即引起 离子的跨膜转移。 G蛋白 联接 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
5、行跨膜 信号转换。 vG蛋白(G protein)与跨膜信号转导 指在受体接受胞外信号和产生胞内信号之间起膜 上信号转换的GTP 结合调节蛋白(GTP binding regulatory protein),G-蛋白在信号传递系统中 起着分子开关的作用。 由、和三种亚基组成, 亚基可结合GTP,并具 有GTP酶的活性。G蛋白的信号偶联功能是靠GTP的 结合或水解所产生的变构作用来完成的。 1.激素与受体结合, 引起受体构象变化 受体与G蛋白结合, GDP从-亚基上脱落 G蛋白参与的跨膜信号转换 2.GTP与G蛋白亚基结 合 G蛋白的亚基解离 3.亚基与腺苷 酸环化酶结合,活 化了cAMP的合成
6、 4.GTP水解为GDP, 引起-亚基与腺 苷酸环化酶分离, 重新恢复G蛋白的 构象 第三节 胞内信号的转导 初级信号:胞间信号,第一信使 第二信使: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称细胞信号传导过程 中的次级信号或第二信使(second messenger), 如 Ca2+、cAMP、IP3、DAG等。目前植物细胞中发 现的第二信使系统主要是环核苷酸信号系统、钙 信号系统、磷脂酰肌醇信号系统。 1.钙信号 处于静息状态细胞,细胞质Ca2浓度一般在10-710-6mol/L 。比胞外(10-410-3mol/L)和胞内的内质网、液泡(钙库 )中的Ca2低很多。 当一种
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