第七章細(xì)胞信號轉(zhuǎn)導(dǎo)

植物體內(nèi)的

信號傳導(dǎo)

（signaltransduction）細(xì)胞外質(zhì)膜細(xì)胞內(nèi)胞外信號信號輸入跨膜信號轉(zhuǎn)換細(xì)胞內(nèi)信號轉(zhuǎn)導(dǎo)網(wǎng)絡(luò)信號輸出細(xì)胞反應(yīng)Ca/CaM;IP3/DAG蛋白可逆磷酸化受體二元組分系統(tǒng)G蛋白連接受體第一節(jié)信號與受體結(jié)合一、信號化學(xué)信號(chemicalsignal):

細(xì)胞感受刺激后合成并傳遞到作用部位引起生理反應(yīng)的化學(xué)物質(zhì)（激素和病原因子）。物理信號(physicalsignal):

細(xì)胞感受到刺激后產(chǎn)生的能夠傳遞信息作用的光、電和水力等信號。胞外信號

初級信號（第一信使）胞內(nèi)信號鈣信號系統(tǒng):Ca2+CaM（受體）

肌醇磷脂(磷脂酰肌醇，phosphatidylinositol,PI)信號系統(tǒng)環(huán)核苷酸（cyclicAMP,cAMP）信號系統(tǒng)次級信號（第二信使secondmessenger）：由胞外刺激信號激活或抑制的、具有生理調(diào)節(jié)活性的細(xì)胞因子。二、受體在信號轉(zhuǎn)導(dǎo)中的作用受體指能夠特異地識別并結(jié)合信號、在細(xì)胞內(nèi)放大和傳遞信號的物質(zhì)。包括細(xì)胞表面受體和細(xì)胞內(nèi)受體細(xì)胞表面受體有二種：G蛋白連接受體和類受體蛋白激酶第二節(jié)跨膜信號轉(zhuǎn)換信號與細(xì)胞表面的受體結(jié)合之后，通過受體將信號轉(zhuǎn)導(dǎo)進(jìn)入細(xì)胞內(nèi)，這個過程稱為跨膜信號轉(zhuǎn)換G蛋白二元組分系統(tǒng)

G蛋白的信號偶聯(lián)功能是靠GTP的結(jié)合或水解所產(chǎn)生的變構(gòu)作用來完成的。當(dāng)G蛋白與受體結(jié)合而被激活時，它就同時結(jié)合上GTP，繼而觸發(fā)效應(yīng)器，把胞間信號轉(zhuǎn)換成胞內(nèi)信號；而當(dāng)GTP水解為GDP后，G蛋白就回到原初構(gòu)象，失去轉(zhuǎn)換信號的功能。G蛋白一般分為兩大類：

異源三體G蛋白：三種亞基（、、）構(gòu)成

小G蛋白：一個亞基的單體G蛋白的發(fā)現(xiàn)：吉爾曼（Gilman）、羅德貝爾(Rodbell)獲諾貝爾醫(yī)學(xué)生理獎（1994）G蛋白有二種類型，一種為異源三聚體G蛋白；另一種為小G蛋白（與a亞基相似）ThreesubunitsG蛋白signallingG蛋白參與細(xì)胞分裂、氣孔運(yùn)動、花粉管生長等生理反應(yīng)。小G蛋白參與細(xì)胞骨架的運(yùn)動、細(xì)胞擴(kuò)大、根毛發(fā)育以及細(xì)胞極性生長。第三節(jié)細(xì)胞內(nèi)信號轉(zhuǎn)導(dǎo)形成網(wǎng)絡(luò)一、Ca/CaM在信號轉(zhuǎn)導(dǎo)中的作用Ca通道Ca泵Ca/H反向運(yùn)輸體鈣調(diào)蛋白的存在部位：細(xì)胞質(zhì)和細(xì)胞器作用機(jī)理：胞外信號質(zhì)膜Ca通道打開Ca進(jìn)入4Ca++CaMCaMCa+Ca+Ca+Ca++ECaMCa+Ca+Ca+Ca+E生理效應(yīng)[Ca2+]大于10-6mol?L-1CaM對光敏素作用圖解：PrPfr<10-6M[Ca]10-6MCaMCaME[CaM

E]光CaMCa+Ca+Ca+Ca+E激活鈣ATP酶、鈣通道、NAD激酶、多種蛋白激酶等孢子發(fā)芽、有絲分裂、原生質(zhì)流動細(xì)胞生長發(fā)育：花粉管萌發(fā)、細(xì)胞增殖等Ca2+在植物葉保衛(wèi)細(xì)胞關(guān)閉中的第二信使作用

二、IP3/DAG在信號轉(zhuǎn)導(dǎo)中的作用肌醇磷脂信號系統(tǒng)肌醇磷脂是一類由磷脂酸與肌醇結(jié)合的脂質(zhì)化合物。主要以三種形式存在于植物質(zhì)膜上：磷脂酰肌醇、磷脂酰肌醇-4-磷酸（PIP）、和磷脂酰肌醇-4，5-二磷酸（PIP2）。以肌醇磷脂代謝為基礎(chǔ)的細(xì)胞信號系統(tǒng)，是在外信號被膜受體接受后，以G蛋白為中介，由質(zhì)膜中的磷脂酶C（PLC）水解PIP2，生成肌醇-1，4，5-三磷酸（IP3）和二酰甘油（DAG）兩種信號分子。IP3通過調(diào)節(jié)Ca2+濃度，而DAG則通過激活蛋白激酶C（PKC）傳遞信息。處于靜息狀態(tài)的磷脂肌醇信號轉(zhuǎn)導(dǎo)系統(tǒng)

磷脂酶C-β催化PIP2水解生成DAG和IP3

－－－雙信號系統(tǒng)