植物细胞的信号传导
植物细胞信号转导
细胞信号转导主要途径模式图
6.5.2 膜上信号的转换
㈠ 受体与信号感受 受体（receptor）是指能够特异地识别并结合信号、 在细胞内放大和传递信号的物质。至今发现的受 体大都为蛋白质。 受体的特征是有特异性、高亲和力和可逆性。 细胞表面受体（cell surface receptor）、细胞内受 体（intracellular receptor）
IP3/ Ca2+和DAG/PKC双信号系统
㈢ 环核苷酸信号系统
蔡南海实验室证实了在叶绿体光诱导花色素苷合成过程 中，环核苷酸信号系统与Ca2+-CaM信号转导系统在合成 完整叶绿体过程中协同起作用
信号转导中的蛋白质可逆磷酸化
在信号转导过程中，蛋白质的可逆磷酸化是生物 体内的一种普遍的翻译后修饰方式。胞内信号通 过调节胞内蛋白质的磷酸化或去磷酸化过程而进 一步转导信号
㈡ 肌醇磷脂信号系统
磷脂酰肌醇-4，5-二磷酸（phosphatidylinositol-4,5bisphosphate，PIP2）是一种分布在质膜内侧的肌 醇磷脂，占膜脂的极小部分。它是由PI（磷脂酰 肌醇，phosphatidylinositol ）和PIP（磷酯酰肌醇4-磷酸，PI-4-phosphate）磷酸化而形成的。
PIP2在磷脂酶C（phospholipase C，PLC）的催化作 用下，水解形成三磷酸肌醇（inositol 1,4,5trisphosphate，IP3）和二酯酰甘油（diacylglycerol， DAG）。 IP3通过调节Ca2+浓度，而DAG则通过激活蛋白激 酶C(PKC)来传递信息，该系统又称双信号系统。
第7章植物细胞信号转导
• 通常将胞外信号视为初级信号,经过跨膜转 换之后，进入细胞，还要通过细胞内的信
号分子或第二信使进一步传递和放大，最
终引起细胞反应。经过研究，已发现了一 系列第二信使如Ca2+、cAMP（环化单磷 酸腺苷）、cGMP（环化单磷酸鸟苷）、 H+、某些氧化还原剂如抗坏血酸、谷胱甘 肽和过氧化氢等，其中对Ca2+ 的研究最为 深入。
7.1 信号与受体 7.2 跨膜信号转换 7.3 细胞内信号转导形成网络
• 动物通过神经和内分泌系统调节自身， 适应环境，而植物没有这两个系统， 它是通过对各种外界环境信号精确、 完善的信号转导系统来调节自身，适 应环境。在生长发育过程中，植物细 胞时刻处于外界环境信号的刺激下。 如：
• 植物细胞信号转导是指细胞偶联各种刺激 信号（包括各种内外源刺激信号）与其引 起的特定生理效应之间的一系列分子反应 机制。信号转导可以分为4个步骤，一是信 号分子与细胞表面受体的结合；二是跨膜 信号转换；三是在细胞内通过信号转导网 络进行信号传递、放大与整合；四是导致 生理生化变化。
• 位于亚细胞组分如细胞核、液泡膜上的受 体叫做细胞内受体。一些信号（如甾类物 质）是疏水性小分子，不经过跨膜信号转 换，而直接扩散入细胞，与细胞内受体结 合后，在细胞内进一步传递和放大。
• 第二节 跨膜信号转换
• 信号与细胞表面的受体结合之后，通过受 体将信号转导进入细胞内，这个过程称为 跨膜信号转换。
植物信号传递植物之间的信息传递和交流方式
植物信号传递植物之间的信息传递和交流方
式
植物信号传递：植物之间的信息传递和交流方式
植物作为生物界的一员，也需要进行信息传递和交流。虽然它们没
有嘶喊呼喊的声音，但植物之间确实存在一种奇妙而精确的信号传递
系统。本文将深入探讨植物之间的信息传递和交流方式，揭示植物世
界中的这一隐秘力量。
一、化学物质传递的方式
植物之间通过化学物质传递信息的方式非常普遍。例如，植物根部
会释放出特定的化学物质以吸引根际微生物的注意。这些微生物可以
与植物根系形成共生关系，为植物提供有益的营养物质。此外，植物
还可以通过释放挥发性化合物来与周围植物进行交流。当一棵植物受
到损伤或受到病虫害侵袭时，它会释放出特定的化学信号物质，以警
告周围的植物并促使它们采取自我保护措施。
二、根际通讯网络
植物根际通讯网络是植物之间进行信息传递和交流的重要途径。通
过根际，植物可以与邻近的植物进行化学和电信号的交流。研究发现，植物根部的细根会释放出特定的信号物质，这些信号物质可以通过根
际与其他植物的根系接触并传递信息。这种根际通讯网络可以帮助植
物协调生长和发育，及时响应环境变化。
三、电信号传导系统
植物体内存在一种特殊的电信号传导系统。这种电信号通过细胞间
的电导系统传递，可以帮助植物在环境变化下做出适应。例如，当植
物受到光照不足或温度变化时，它们的光合活动和新陈代谢会发生变化。这些变化会产生电信号，并通过植物体内的电导系统传递到各个
组织和器官，从而调节植物的生长和发育。
四、根系与菌根共生
植物的根系与菌根的共生关系也是一种信息传递和交流方式。菌根
植物细胞信号转导
四、pH和活性氧
细胞质pH7.0-7.5，细胞壁pH5.5；生长素导致细胞壁酸 化，促进生长。
木质部汁液pH值6.3，干旱时升高为7.2----根系产生的 长距离信号，促进ABA向保卫细胞分布，促使气孔关闭
除CDPK类蛋白激酶外，植物体内还有同 时受Ca２＋和CaM调节的蛋白激酶。
三、通过G蛋白偶联受体 跨膜转换信号
G蛋白（GTP结合调节蛋白），可以和GTP结合，并 具有GTP水解酶的活性。
根据其组成及分子量大小可分为大G蛋白和小G蛋白。
小G蛋白是只含一个亚基的单聚体G蛋白，参与细胞 生长与分化、细胞骨架、蛋白质运输的调节等过程。
在细胞信号转换中起主要作用的是异三聚体G蛋 白（也称为大G蛋白），常简称为G蛋白。
二、通过酶偶联受体跨膜转换信号
此类受体除了具有受体的功能外，本身还是一种 酶蛋白.
当细胞外的受体区域和配体结合后， 可以激活具有酶活性的胞内结构域， 引起酶活性的改变， 从而引起细胞内侧的反应，将信号传递到胞内。
例如具有受体功能的蛋白激酶称为受体激酶（RK ）或类受体蛋白激酶（RLK）就是一种酶连受体， 可以使靶蛋白磷酸化。
cGMP含量升高。 ➢ 主要在逆境信号传递中起作用，也调节开花、花青素
植物的生物信号传导和通讯机制
植物的生物信号传导和通讯机制植物作为一种生命体，同样需要进行生物信号传导和通讯，以完成
生长发育、适应环境变化和与其他生物进行互动。本文将讨论植物的
生物信号传导和通讯机制，揭示植物世界中的非凡奥秘。
一、植物中的信号传导方式
在植物体内，信号传导是通过细胞间传递信号分子实现的。植物的
信号分子主要包括植物激素、电化学信号和挥发物质等。
1. 植物激素的作用
植物激素是调控植物生长与发育的重要信号分子。常见的植物激素
有生长素、乙烯、赤霉素、脱落酸等。生长素在植物的茎尖和嫩叶中
合成，并通过细胞间传递来调控植物的细胞伸长和分裂。乙烯则参与
植物的成熟和衰老过程，并在逆境条件下对植物起到抗逆作用。
2. 电化学信号的传导
电化学信号是通过植物细胞间的离子交换和电流传导来实现的。植
物细胞膜上存在离子通道，当植物受到外界刺激时，离子通道会打开，离子通过细胞间隙流动，形成电化学信号。这种信号的传导速度极快，可以迅速传递植物体内外的信息。
3. 挥发物质的通信
植物通过释放挥发物质与其他生物进行通信。这些挥发物质可以是
花香、杀菌物质或警报信息等。例如，一些植物在受到捕食时会释放
出挥发物质，吸引天敌来消灭捕食者，从而保护自己。
二、植物的生物通讯机制
植物的生物通讯机制可以分为植物内部通讯和植物与其他生物的交
互通讯。
1. 植物内部通讯
植物体内的各个部分通过信号传导与通讯来协调和调节生长发育。
例如，当植物的顶端受到刺激时，生长素会向下传导，通知茎部和根
部停止生长；当植物的根部缺水时，赤霉素会通过信号传导告知茎部
合成雄性激素，促使花开放，吸引传粉者。
第七章 植物细胞信号转导
第七章植物细胞信号转导
植物体的新陈代谢和生长发育主要受遗传及环境变化信息的调节控制。一方面遗传信息决定着植物体代谢和生长发育的基本模式，另一方面这些基因的表达及其所控制的生命代谢活动的实现，在很大程度上受控于其所生活的外界环境。植物体生活在多变的环境中，生活环境对其的影响贯穿在植物体的整个生命过程。因此，植物细胞如何综合外界和内部的因素控制基因表达，植物体如何感受其生存的环境刺激，环境刺激如何调控和决定植物生理、生长发育和形态建成，成为植物生物学研究中人们普遍关注的问题。人们将这些复杂的过程称之为细胞信号转导（signal transduction），包括细胞感受、转导各种环境刺激、引起相应生理反应的过程。细胞信号转导是生物结构间交流信息的一种最基本、最原始和最重要的方式。目前，信号转导的研究对植物科学所有方面做出了重要贡献，将许多领域的研究组成一个系统的信号转导途径，并由这些信号途径通向揭示浩繁生命奥秘的细胞过程。
第一节植物细胞信号转导概述
一、细胞信号转导的基本概念
(一)信号
信号（signal）简单说来就是细胞外界刺激，又称为第一信使（first messenger）或初级信使（primary messenger），包括胞外环境信号和胞间信号（intercellular signal）。胞外环境信号是指机械刺激、磁场、辐射、温度、风、光、CO2、O2、土壤性质、重力、病原因子、水分、营养元素、伤害等影响植物生长发育的重要外界环境因子（图7-1）。胞间信号是指植物体自身合成的、能从产生之处运到别处，并对其他细胞作为刺激信号的细胞间通讯分子，通常包括植物激素、气体信号分子NO以及多肽、糖类、细胞代谢物、甾体、细胞壁片段等。胞外信号的概念并不是绝对的，随着研究的深入，人们发现有些重要的胞外信号如光、电等也可以在生物体内组织、细胞之间或其内部起信号分子的作用。
植物信号传导的调控网络
植物信号传导的调控网络
植物为了适应外界环境的变化，需要通过信号传导网络来感知外界信息并做出相应的调节。植物信号传导的调控网络由多个部分组成，包括感知信号的受体、信号传导途径和底层调控因子等。本文将探讨植物信号传导的调控网络的结构和功能。
一、受体的感知与转导
植物的受体通常分为膜受体和细胞内受体两类。膜受体包括植物激素感受体和环境胁迫感受体等，它们位于细胞膜上，通过感知外界激素或环境信号来触发一系列的信号转导。细胞内受体则位于细胞质或细胞核中，能感受到细胞内的信号变化，例如钙离子浓度的变化等。
二、信号传导途径
信号的传导途径通常包括离子通道、二级信使系统和蛋白质激酶级联等。离子通道能够调节细胞内的离子浓度，从而影响细胞的生理活动。二级信使系统包括靶蛋白激酶、磷脂酶C等，它们能够将一级信号转化为二级信号，进一步传导下去。蛋白质激酶级联则是一种常见的信号传导途径，通过磷酸化和去磷酸化等反应来传导信号。
三、底层调控因子
底层调控因子包括激酶、磷酸酶、蛋白激酶抑制因子等。激酶能够将信号传递给下游的靶蛋白，从而引发一系列的反应；磷酸酶则可以去除蛋白质上的磷酸基团，从而终止信号传导。蛋白激酶抑制因子则能够对激酶的活性进行调控，从而影响信号的传导强度和时机。
四、反馈调节
植物信号传导的调控网络还存在着丰富的反馈调节机制。反馈调节
能够使信号传导回到前一步骤，从而达到对信号的调节和控制。反馈
调节机制包括正反馈和负反馈两种，前者能够放大信号的传导，后者
则能够抑制信号的传导。
五、信号的转导路径
信号的转导路径是植物信号传导调控网络的核心部分，它决定了信
植物信号转导研究植物细胞间通讯和信号转导机制
植物信号转导研究植物细胞间通讯和信号转
导机制
植物作为一类无动物的生物体，不能像动物那样通过神经系统进行
信息传递和感受外界环境的变化。然而，植物也能够对周围的环境变
化做出适应性反应，这是因为植物拥有独特的细胞间通讯和信号转导
机制。本文将着重介绍植物信号转导的研究，包括植物细胞间通讯的
方式以及信号转导的机制。
植物细胞间通讯是植物细胞之间相互传递信号的过程。为了保证植
物能够正确地感知到外界的信号并做出相应的反应，植物细胞之间需
要进行有效的通讯。具体来说，植物细胞间通讯主要通过质子、离子、激素和RNA等不同类型的信号分子来实现。这些信号分子通过细胞壁
的孔道或者细胞间隙直接传递，或者依赖于质膜上的特定通道进行传导。植物细胞间通讯的方式多种多样，但不同的信号分子传导机制具
有一定的选择性和特异性。
植物信号转导是植物细胞内部对外界信号进行解读和传递的过程。
一旦外界信号被植物细胞接收到，它们需要进一步在细胞内传递并引
发相应的反应。植物信号转导主要通过信号转导通路来实现。信号转
导通路是由一系列信号分子、蛋白质和酶组成的复杂网络。常见的信
号转导通路包括植物激素信号转导、离子信号转导以及光信号转导等。这些信号转导通路不仅仅能够将外界信号传递给下游的效应因子，还
能够控制特定的基因表达，从而引导植物对不同环境变化做出适应性
反应。
植物信号转导的机制是如何实现的呢？首先，外界信号会被接收到
植物细胞的膜受体上。膜受体可以是离子通道、蛋白激酶或者G蛋白
偶联受体等。一旦外界信号与膜受体结合，就会引发一系列的反应。
这些反应包括激活信号蛋白激酶、改变细胞膜的通透性、或者激活特
植物信号传导机制及其应用
植物信号传导机制及其应用
植物作为自养生物，具有感知并响应外界环境的能力，这种能力依
赖于植物信号传导机制的正常运作。植物信号传导机制是一套复杂的
生物学过程，通过细胞间的相互作用和内部信号转导路径，植物能够
适应环境变化、进行生长发育调控以及与外界进行信息交流。本文将
重点探讨植物信号传导机制的基本原理以及其在生物学研究与农业应
用中的意义。
一、植物信号传导机制的基本原理
植物信号传导机制包括多个层次的信息感知、信号转导和响应过程。首先，植物通过感受器感知外界环境刺激，如光线、温度和化学物质等。感受器位于植物的叶片、根系以及其他特定部位，它们能够接收
到环境刺激信号并将其转化为电化学信号。接着，通过细胞内的信号
转导网络，信号从感受器传递到植物各部位。这个传导过程主要涉及
到细胞膜上的受体激活、蛋白质磷酸化和信号分子的释放等。最后，
植物根据接收到的信号做出不同的反应，包括激素合成、基因表达调
控以及形态和生理调整等。
二、植物信号传导机制的应用
2.1 生物学研究中的应用
植物信号传导机制在生物学研究中扮演着重要角色。通过研究植物
信号传导机制，科学家能够更好地理解植物感应机制、生长发育调控
及其适应环境的能力。例如，通过揭示植物对光信号的感知和传导过
程，科学家能够研究植物的光合作用机制和光合蛋白的功能。此外，对植物激素的信号转导机制的研究，也为揭示植物生长发育和逆境响应提供了重要的线索。
2.2 农业应用中的意义
植物信号传导机制的研究不仅在基础科学领域有重要意义，还在农业生产中具有广泛应用价值。通过深入研究植物信号传导机制，可以开发出新的育种技术和农药、激素的应用策略，以提高农作物的产量和抗逆性。例如，利用光信号传导机制的研究成果，可以优化温室种植条件，使植物在不同光环境下都能保持良好的生长状态；利用植物激素信号传导的研究成果，可以培育出抗旱、抗病等性状优良的新品种。
植物生理学之细胞信号转导
G蛋白联接受 体的分子模型
酶连受体(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。
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配体结合来实现。
G 蛋白跨膜信号转换
G 蛋白（G protein）的全称为异三聚体GTP 结合蛋白 （heterotrimeric GTP binding protein），它具有GTP酶的活性，由 （31-46 kD）、（约36 kD）和 （7-8 kD）三种亚基组成。亚基上氨基 酸残基的酯化修饰作用将G蛋白结合在细胞膜面向胞质溶胶的一侧。
IP3 ----------------
Ca2+
细胞反应
钝化蛋白
结合态IP3 活化蛋白
细胞反应
Ca2+
细胞内信号转导的双信使系统
信号转导中的蛋白质可逆磷酸化
n NTP
蛋白质
n Pi
蛋白激酶 蛋白磷酸酶
n NDP
蛋白质-n Pi
H2O
蛋白激酶（protein kinase，PK）
蛋白激酶是一个大家族，植物中约有2%-3%的基因编码蛋 白激酶。
激活。CaM与Ca2+有很高的亲和力，一个CaM分子可与4个Ca2+结合。
Ca2+ CaM的靶酶
植物生理学中的信号转导了解植物细胞内信号传递的机制
植物生理学中的信号转导了解植物细胞内信
号传递的机制
植物生理学中的信号转导：了解植物细胞内信号传递的机制
植物生理学是研究植物在生长、发育和适应环境的过程中所发生的各种生理反应的学科。作为一个复杂的生物机体，植物细胞内需要通过信号传递系统来感知和响应外界的环境变化。信号转导是植物细胞内信号传递的关键过程，它能够使植物在遇到生物和非生物胁迫时做出适应性的反应。本文将探讨植物生理学中的信号转导，以了解植物细胞内信号传递的机制。
一、信号的感知与转导
植物细胞内信号传递的第一步是信号的感知。植物细胞通过对外界刺激的感知，获取关于环境的信息，并将其转化为细胞内的信号。这些信号可以是光线、温度、盐度、激素等多种形式。植物的感受器通常是膜蛋白，例如光感受器负责感知光线，激素受体负责感知激素的存在。
感知到信号后，植物细胞进入信号转导流程。信号转导是指将感知到的信号传递给细胞内的下游部分，以产生相应的生理反应。信号转导的机制由多个组分构成，包括信号传感器、信号传导器、信号激活器和效应器。这些组分在细胞内相互协作，将信号从感知器传递到效应器，实现植物生理反应的调节。
二、信号转导通路
在植物生理学中，信号转导通路是通过多个蛋白质相互作用而形成
的复杂网络系统。常见的信号转导通路包括蛋白激酶、磷酸酶和离子
通道等。这些通路中的蛋白质能够感知和传导信号，并参与到细胞的
生理活动中。
信号通路中的蛋白质通常通过磷酸化和去磷酸化等方式来传导信号。磷酸化是通过添加磷酸基团到蛋白质上，从而改变其构象和功能。去
磷酸化则是将磷酸基团从蛋白质上去除，使其恢复原来的构象和功能。这两种方式的协同作用，使信号能够在细胞内传递和放大，最终调控
植物的信号传导机制
植物的信号传导机制
植物是生命中最为重要的组成部分之一，而植物内部的信号传导机
制则是植物体能够在外界环境发生变化时做出适应性响应的关键。植
物信号传导机制涉及到植物细胞间的信息传递和调控网络，从而实现
植物对各种生物和非生物因素的感知和响应。本文将从植物生长发育、植物光敏和植物激素三个方面阐述植物的信号传导机制。
一、植物生长发育的信号传导机制
植物的生长发育过程受到各种内外因素的调控，包括光、水、温度、营养等。这些外界因素通过生理信号传导系统传递到植物体内，并在
细胞内引发一系列的生化反应和基因表达变化，从而影响植物的生长
和发育。典型的例子是光信号对植物的影响。植物通过光受体感知光
的强度和波长，并通过信号传导过程调控植物光合作用、生长和发育，实现光合作用的最大化和能量利用的效率提高。
二、植物光敏的信号传导机制
植物对光的感知和光形成的信号传导机制是植物的一个重要生理过程。植物体内存在多种形式的光受体，包括红光受体、蓝光受体、紫
外线受体等。这些光受体在各自的波长下对光进行感知，并通过信号
传导网络调控植物的生长、发育和光合作用。例如，红光受体能够感
知红光，并通过光合作用反应链调控植物的光合作用效率。而蓝光受
体则能够感知蓝光，并参与植物运动、开花和光敏性调节等生理过程。植物的光敏性信号传导机制是植物适应性生长发育的重要途径之一。
三、植物激素的信号传导机制
植物激素是植物生长发育和适应环境的重要调节因子。植物激素通过信号传导机制调节植物的生长、发育、开花、果实成熟、胁迫响应等生理过程。目前已经发现的植物激素主要包括赤霉素、生长素、乙烯、脱落酸等。植物激素通过内源性激素的合成和转运，以及外源性激素的刺激和感知来启动复杂的信号传导网络。这些信号传导网络通过激素受体、激素感受器、激素合成途径等分子机制来实现植物体内激素的传递和调控。
第七章植物细胞的信号转导
第七章植物细胞的信号转导
1信号转导：受体细胞通过受体接收胞外信号，将胞外信号转变为胞内信号，并经一系列胞内信号转导途径的传导和放大，控制相关基因表达和引起特定的生理生化反应，这种从细胞受体感受胞外信号，到引起特定生理生化反应的一系列信号转换过程和反应机制称为信号转导。
2化学信号：指细胞感受刺激后合成并传递到作用部位引起生理生化反应的化学物质。
3物理信号：指细胞感受到刺激后产生的能够起传递信息作用的电信号和水力学信号等物理性因子。
4第二信使：是指细胞感受胞外环境信号和胞间信号后产生的具有生理调节活性的胞内信号分子，都是小分子物质。植物中的第二信使主要有cAMP、钙离子、NO、DAG和IP3等。5受体：存在于细胞表面或细胞内部，能感受信号或与信号分子特异性结合，并引起特定的生理生化反应的生物大分子。
6细胞表面受体：指存在于细胞质膜上的受体，也称膜受体。通常由与配基相互作用的细胞外结构域、将受体固定在细胞膜上的跨膜结构域和起传递信号作用的胞内结构域3部分组成。细胞表面受体通常是跨膜蛋白质，大多数信号分子不能过膜，通过与细胞表面受体结合，经跨膜信号转换将胞外信号传至胞内。
7细胞内受体：指存在于细胞质中或亚细胞组分（细胞核、液泡膜等）上的受体。胞内受体识别和结合的是能够穿过细胞质膜的信号分子。
8配基：指与受体特异结合的化学信号分子。
9钙指纹：指能被细胞识别的、由某种刺激产生的、具有特异性时空变化的钙信息。
10G蛋白：是细胞内一类具有重要生理调节功能的蛋白质，参与细胞信号转导过程的G蛋白主要有小G蛋白和异三聚体G蛋白，其中三聚体G蛋白由β、α、ϒ3个不同亚基构成。11双信使系统：指肌醇磷脂信号系统。胞外信号被膜受体接受后以G蛋白为中介，由质膜中的磷脂酶C水解肌醇磷脂，产生两个胞内信号分子：三磷酸肌醇(IP3)和二脂酰甘油（DAG）,分别激活两个信号传递途径：IP3-Ca2+和DAG-PKC途径，因此把这一信号系统称为双信号系统。
植物体内的信号传导signaltransduction
蛋白质的磷酸化和去磷酸化
• 蛋白激酶：是一类催化蛋白质产生磷酸 化反应的酶，可对其底物蛋白质特定的 氨基酸残基进行磷酸化修饰，从而引起 相应的生理反应，以完成信号转导过程。
• 蛋白磷酸酯酶：
肌醇磷脂信号系统
. 肌醇磷脂是一类由磷脂酸与肌醇结合的脂质化
合物。主要以三种形式存在于植物质膜上：磷
脂酰肌醇、磷脂酰肌醇-4-磷酸(PIP)、和磷
G蛋白一般分为两大类：
异源三体G蛋白：三种亚基 ( 、 、 ) 构成 小 G 蛋 白：一个亚基的单体
G蛋白的发现：吉尔曼(Gilman) 、罗德贝尔(Rodbell) 获诺贝 尔医学生理奖(1994)
胞内信号的转导
• 钙信号系统：Ca+ CaM (受体) 转导信号 • 肌醇磷脂信号系统: 以肌醇磷脂代谢为基础 • 环核苷酸信号系统: cAMP
钙调蛋白的存在部位：细胞质和细胞器
作用机
胞外信号
质膜
Ca通道打开
Ca进入
4 Ca + + CaM
Ca +
Ca +பைடு நூலகம்
CaM
Ca +
Ca
+
+
[Ca 2+]大于 10-6 mol • L- 1
E
生理效应
Ca Ca + + CaM Ca E Ca
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接受信号主要通过蛋白受体或改变膜电位
受体位置
光反应红光受体
光敏色素组成一个蛋白质家族， 各有不同生理功能
光形态建成中信号传导效应的复杂性
第二节 植物细胞跨膜信号转导
受体(receptor)：
是在效应器官细胞表面或亚细胞组分中可特异 地识别并结合信号分子—配体(ligand) ,或物理信 号（光温信号）大分子物质，多为为蛋白质。
• In the nucleus, the receptor–hormone complex binds to the enhancer regions of steroid-regulated genes.
• Transcription of the genes is stimulated. (From Becker et al. 1996.)
Ca2+
Ca2+ 调节蛋白
IP3 DAG
PKA PKCa2+ PKCa2+ ·CaM
PKC
酶
蛋细
白 磷胞
酸 化ຫໍສະໝຸດ Baidu
反
修应
饰
CaM
初级信使
膜上信号 转换系统
第二信使
胞间信号传递 膜上信号转换 胞内信号转导 蛋白质可逆磷酸化
6 Signal perceiving
• To initiate transduction, the signal must be Senesced by receptor or changing membrane
Glucocorticoid steroid receptors
• Glucocorticoid steroid receptors are transcription factors.
• Glucocorticoid hormone is lipophilic and diffuses readily through the membrane to the cytosol.
第二章 植物细胞信号转导
• 生长和发育是基因在一定时间、空间上顺序表 达的过程，而基因的表达同时受到内外环境的 调控。
• 植物细胞信号转导(signal transduction)：
是植物感受、传导环境分子的刺激及其在发 育过程中调控基因的表达和生理生化反应，包 括信号、受体、信号转导网络和反应等环节。
❖ 具有特异性、高亲和力、可逆性等特点。
受体位置
An example of intracellular receptor
• The receptor for glucocorticoid hormone (cortisol糖皮质激素 ) differs from the others in that it is located in the cytosol, anchored in an inactive state to a cytosolic protein. Binding of the hormone causes the release of the receptor from its cytosolic anchor, and the receptor– hormone complex then migrates into the nucleus, where it binds to the enhancer and stimulates transcription (Figure)
5 two major signal transduction pathway in plant
• Cytosolic Calcium • Protein kinase /phosphorylase
细胞外 细胞膜 细胞质
环 境 刺 激
胞 间 信 号
受 体
G效
蛋应 白器
酪氨酸 蛋白激
酶
cAMP
4 Plant cells containing two information system genetic and epigenetic
4.1DNA –RNA-Protein (phenotype ) 4.2 many phenotype are strongly modified by environmental factor and gene respond environmental stimulates are epigenes have pleiotropic function
potential • Regulate receptor concentration can change the
sensitivities of cell to signal • Many receptors when bind its ligand (signal)
active protein kinase and protein phosphatase activities • Intracellular receptors can act as ion channel
第一节 Over view of signal transduction
1 The stream of signals is continuous and complex
2 Signal transduction network within cells, among
Cells and through the plant
• Once in the cytosol, the hormone binds to its cytosolic receptor,
• causing the release of an inhibitory protein from the receptor.
• The activated receptor then diffuses into the nucleus.
3Finally modified gene expression
• Different signal effects Different transduction networks in different way and different place
• But finally change the gene expression pattern