《植物細胞信號傳導》PPT課件

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1、第七章植物細胞信號轉(zhuǎn)導學習目的和要求了解植物細胞信號轉(zhuǎn)導中的信號、受體、鈣調(diào)素等基本概念、類型和特點；掌握信號轉(zhuǎn)導的類型及基本過程。2010年12月3日1第一節(jié)細胞信號轉(zhuǎn)導的基本概念一、信號（signal）把環(huán)境條件的變化或來自環(huán)境的刺激統(tǒng)稱為信號。簡單地說，信號就是細胞外界刺激，它又稱為第一信使（firstmessenger）或初級信使（primarymessenger），植物通過接受環(huán)境刺激信號（如機械刺激、溫度、光照、觸摸、病原因子、水分等及體內(nèi)其它細胞傳來的信號）而獲得外界環(huán)境的信息。2胞外環(huán)境信號指機械刺激、磁場、輻射、溫度、風、光、CO2、O2、土壤性質(zhì)、重力

2、、病原因子、水分、營養(yǎng)元素、傷害等影響植物生長發(fā)育的重要外界環(huán)境因子。3胞間信號（intercellularsignal）指植物體自身合成的、能從產(chǎn)生之處運到別處，并對其他細胞作為刺激信號的細胞間通訊分子，通常包括植物激素、氣體信號分子NO以及多肽、糖類、細胞代謝物、甾體、細胞壁片段等。4細胞接受的信號的類型繁多，可分為物理信號、化學信號和生物學信號。（1）生物大分子的結(jié)構(gòu)信號蛋白質(zhì)、多糖、核酸的結(jié)構(gòu)信息（2）物理信號電、光、磁（3）化學信號5二、第二信使（secondmessenger）又稱次級信使，是指細胞感受胞外環(huán)境信號和胞間信號后產(chǎn)生的胞內(nèi)信號分子，從而將細胞外信

3、息轉(zhuǎn)換為細胞內(nèi)信息。一般公認的細胞內(nèi)第二信使有鈣離子（Ca2+）、肌醇三磷酸（inositol1,4,5-trisphosphate，IP3）、二酰甘油（1,2-Diacylglycerol，DG）、環(huán)腺苷酸（cAMP）、環(huán)鳥苷酸（cGMP）等。隨著細胞信號轉(zhuǎn)導研究的深入，人們發(fā)現(xiàn)NO、H2O2、花生四烯酸、環(huán)ADP核糖（cADPR）、IP4、IP5、IP6等胞內(nèi)成分在細胞特定的信號轉(zhuǎn)導過程中也可充當?shù)诙攀埂?（一）概念細胞表面或亞細胞組份中的一種天然分子，可以識別并特異地與有生物活性的化學信號物質(zhì)（配體）結(jié)合，從而激活或啟動一系列生物化學反應(yīng)，最終導致該信號物質(zhì)特定的

4、生物學效應(yīng)。細胞受體+配體（信號物質(zhì)）受體-配體復合體生化反應(yīng)細胞反應(yīng)三、受體（receptor）7（二）類型1、膜（胞）內(nèi)受體：甾類激素膜內(nèi)受體是指存在于細胞質(zhì)中或亞細胞組分（細胞核等）上的受體。一般是由單一的蛋白質(zhì)組成，其接受的配體多是脂溶性的甾體類激素，多數(shù)是類固醇類激素。大部分水溶性信號分子（如多肽激素、生長因子等）以及個別脂溶性激素可以擴散進入細胞，與膜內(nèi)受體結(jié)合，調(diào)節(jié)基因轉(zhuǎn)錄。8G蛋白耦聯(lián)受體家族：腎上腺素受體、多巴受體、視紫紅蛋白酪氨酸激酶受體家族：多數(shù)生長因子受體(如IGF，EGF，PDGF，NGF，SCF，HGF等生長因子的受體)，除胰島素受體外，這類受

5、體均由一條肽鏈組成細胞因子受體家族離子通道受體:神經(jīng)突觸，如ACH，5-HT受體2、細胞表面受體：水溶性多肽激素細胞表面受體存在于細胞質(zhì)膜上，大多數(shù)信號分子不能過膜，通過與細胞表面受體結(jié)合，經(jīng)過跨膜信號轉(zhuǎn)換，將胞外信號傳至胞內(nèi)。9（三）功能1、識別特異的配體；2、把識別和接受的信號準確無誤的放大并傳遞到細胞內(nèi)部，產(chǎn)生特定的細胞反應(yīng)。（四）特點1、高特異性：只與其特定的信號物質(zhì)（配體）結(jié)合并觸發(fā)反應(yīng)；2、高親合力：與配體的結(jié)合能力強；3、高飽和性4、可逆性：與配體的結(jié)合是可逆的；5、通過磷酸化和去磷酸化作用來完成其使命。10四、細胞信號轉(zhuǎn)導(signaltransducti

6、on)細胞外信號通過與細胞表面的受體相互作用轉(zhuǎn)變?yōu)榘麅?nèi)信號并在細胞內(nèi)傳遞的過程稱為信號轉(zhuǎn)導，包括細胞感受、轉(zhuǎn)導各種環(huán)境刺激、引起相應(yīng)生理反應(yīng)的過程。第一信使受體第二信使效應(yīng)蛋白效應(yīng)蛋白（一）概念11(二)特點信號轉(zhuǎn)導分子激活機理的類同性信號轉(zhuǎn)導過程的級聯(lián)式反應(yīng)信號轉(zhuǎn)導途徑的通用性與特異性胞內(nèi)信號轉(zhuǎn)導途經(jīng)的相互交叉12五、植物與動物細胞信號轉(zhuǎn)導的區(qū)別第一，被動性。第二，能量自給性。同時，植物細胞信號轉(zhuǎn)導系統(tǒng)在某些方面還保留了低等原核細胞的信號轉(zhuǎn)導機制，例如植物激素乙烯受體ETR1與細菌雙組份信號轉(zhuǎn)導系統(tǒng)之間具有極大的相似性。第三，我們知道動物的神經(jīng)系統(tǒng)和循環(huán)系統(tǒng)在長距離信號

7、轉(zhuǎn)導傳輸過程中起著重要的作用，而植物只有木質(zhì)部和韌皮部兩大輸導系統(tǒng)，植物如何將長距離信號傳輸?shù)较鄳?yīng)組織細胞的信號轉(zhuǎn)導過程同樣有別于動物。13第二節(jié)植物信號轉(zhuǎn)導的過程化學信號或物理信號在細胞間的傳遞把胞間信號轉(zhuǎn)換成胞內(nèi)信號的過程將胞內(nèi)信號轉(zhuǎn)導為具有調(diào)節(jié)生理生化功能的調(diào)節(jié)因子的過程對靶酶進行磷酸化或去磷酸化的反應(yīng)，使靶酶執(zhí)行生理能。14一、胞間信號的傳遞1、易揮發(fā)性化學信號在體內(nèi)氣相的傳遞易揮發(fā)性化學信號可通過在植株體內(nèi)的氣腔網(wǎng)絡(luò)(airspacenetwork)中的擴散而迅速傳遞，通常這種信號的傳遞速度可達2mm·s-1左右。植