ABA信号转导ppt教程
合集下载
信号转导ppt
注： 这些分类没有考虑到的每一类分子性质 一个分子的分类可不准确的到另一类 配体可是自由可溶性，也可在其他细胞表面 或细胞外基质内 同一配体可能有两种或两种以上的不同受体 配体与受体结合的饱和性 受体数目相对的恒定
细胞信号的分类
生物大分子的结构信息 ：蛋白质、多糖、核 酸 物理信号：电、光、磁 化学信号： 细胞间通讯的信号分子：激素、神经递质与 神经肽、局部化学介导因子、抗体、淋巴因 子 细胞内通讯的信号分子 ：cAMP, cGMP, Ca2+, IP3, DG、NO
细胞间隙连接
膜表面分子接活 代谢的改变 细胞增值 细胞死亡 运动的刺激或抑制
受体（Receptor）的定义
细胞或亚细胞组分中的一种分子，可以识 别并特异地与配体结合，从而激活或启动 一系列生物化学反应，最后导致该信号物 质特定的生物效应。 两个功能： 识别特异的配体 把识别和接受的配体信号准确无误的放大 并传递到细胞内部，产生特定的细胞反应
受体结合和激活
配体和受体结合与解离依质量作用定律 解离常数(dissociation constant，Kd)表 示配体和受体分子的结合亲和力，呈负相 关，高亲和力和低Kd值。 配体和受体结合一定延迟后，受体被激活。 通过启动第二信使，级联生物反应，最终 生物应答， 受体存在两种形式：激活与未激活态
细胞通信
单细胞和多细胞生物体的细胞信号
细胞信号，可能会发生的细胞之间的两个不 同的生物体。 许多哺乳动物早期胚胎细胞与子宫细胞交换 信号。 在胃肠道，细菌与上皮细胞和免疫系统细胞 相互之间交换信号。 酵母酵母交配过程中，有些细胞发出的信号 肽（交配因子信息素）纳入其环境。交配因 子肽可绑定到细胞表面受体的其他酵母细胞， 并促使他们准备交配。
2024版年度信号转导通路PPT课件
01定义02意义信号转导是指细胞外信号通过细胞膜上的受体，经过一系列细胞内信号分子的传递和放大，最终引起细胞生理反应的过程。
信号转导是细胞对外界刺激作出应答的关键环节，参与调控细胞生长、分化、凋亡等多种生理过程，对于维持机体稳态具有重要意义。
信号转导定义与意义信号分子与受体分类信号分子包括激素、神经递质、生长因子、细胞因子等多种类型，它们通过与受体结合来传递信息。
受体分类根据信号分子的不同，受体可分为离子通道型受体、酶联型受体和G蛋白偶联型受体等类型。
每种受体都有其特定的结构和功能，能够识别并结合相应的信号分子。
03通过G 蛋白偶联受体介导的信号转导途径，包括cAMP 信号通路、磷脂酰肌醇信号通路等。
G 蛋白偶联受体信号转导途径通过酶联受体介导的信号转导途径，包括酪氨酸激酶受体信号通路、丝氨酸/苏氨酸激酶受体信号通路等。
酶联受体信号转导途径通过细胞因子受体介导的信号转导途径，包括JAK-STAT 信号通路、NF-κB信号通路等。
细胞因子受体信号转导途径信号转导途径简介信号的逐级放大细胞内信号传递过程中，信号分子通过级联反应逐级放大，使微弱的细胞外信号能够引起强烈的细胞生理反应。
信号的可调性细胞内信号传递过程受到多种因素的调节，包括受体表达水平、信号分子的合成与降解、信号转导蛋白的活性与定位等，这些调节机制使细胞能够对外界刺激作出精确而灵活的应答。
信号的整合性细胞内存在多种信号转导途径，这些途径之间通过交叉对话和相互调控，实现对细胞生理功能的整体协调和控制。
信号的特异性细胞内信号传递具有高度的特异性，不同的信号分子只能激活特定的信号转导途径，引起特定的细胞生理反应。
细胞内信号传递特点G蛋白偶联受体介导通路G蛋白偶联受体（GPCR）是一大类膜蛋白受体的统称，介导细胞对多种信号分子的响应。
GPCR与G蛋白结合后，通过激活或抑制下游效应器酶，将信号传递至细胞内。
常见的GPCR介导的信号转导通路包括cAMP信号通路、磷脂酰肌醇信号通路等。
《信号转导》PPT课件 (2)
28
么么么么方面
❖ Sds绝对是假的
(1). 受体酪氨酸蛋白激酶途径
EGF、PDGF等生长因子
结合生长因子后，受体TPK 二 聚化 导致自身磷酸化
TPK激活
PLC
催化底物蛋白的酪 氨酸磷酸化
PKC/MAPK
（与细胞增殖肥大、 肿瘤的发生有关）
靶蛋白磷酸化激活
30
(2).非受体酪氨酸蛋白激酶信号转导途径
是一种神经肌肉间传递功能障碍的自身免疫
（ 病，主要特征为受累横纹肌稍行活动后即迅速 二 疲乏无力，经休息后肌力有程度不同的恢复。
47
（二）.自身免疫性受体病
定义：
因体内产生针对自身受体的抗体而引起的疾病。 抗受体的抗体有两类：
阻断型：它与受体结合后，可阻断受体与配体的结合，从而
阻断受体的信号转导通路和效应，导致靶细胞功能下降。
刺激型：它与受体结合后，可模拟信号分子或配体的作用，
激活特定的信号转导通路使靶细胞功能亢进。
48
1.重症肌无力
38
信号转导异常的原因
1.基因突变： 信号转导蛋白数量改变 信号转导蛋白功能改变
2.免疫功能异常 机体免疫功能紊乱导致抗信号转导蛋白的抗体干 扰正常的信号转导过程
3.继发性异常：内环境紊乱 pH、离子浓度、细胞内某些成分（如ATP）明显 变化
39
信号转导异常的发生环节
1.配体异常： 过少或过多 可影响其受体及受体后信号转导通路中蛋白数量
17
G 蛋白偶联受体的结构（400-600个氨基酸残基组成的多肽） G-protein-coupled receptors (GPCR)
与配体结合
Extracellular
-NH2
么么么么方面
❖ Sds绝对是假的
(1). 受体酪氨酸蛋白激酶途径
EGF、PDGF等生长因子
结合生长因子后，受体TPK 二 聚化 导致自身磷酸化
TPK激活
PLC
催化底物蛋白的酪 氨酸磷酸化
PKC/MAPK
（与细胞增殖肥大、 肿瘤的发生有关）
靶蛋白磷酸化激活
30
(2).非受体酪氨酸蛋白激酶信号转导途径
是一种神经肌肉间传递功能障碍的自身免疫
（ 病，主要特征为受累横纹肌稍行活动后即迅速 二 疲乏无力，经休息后肌力有程度不同的恢复。
47
（二）.自身免疫性受体病
定义：
因体内产生针对自身受体的抗体而引起的疾病。 抗受体的抗体有两类：
阻断型：它与受体结合后，可阻断受体与配体的结合，从而
阻断受体的信号转导通路和效应，导致靶细胞功能下降。
刺激型：它与受体结合后，可模拟信号分子或配体的作用，
激活特定的信号转导通路使靶细胞功能亢进。
48
1.重症肌无力
38
信号转导异常的原因
1.基因突变： 信号转导蛋白数量改变 信号转导蛋白功能改变
2.免疫功能异常 机体免疫功能紊乱导致抗信号转导蛋白的抗体干 扰正常的信号转导过程
3.继发性异常：内环境紊乱 pH、离子浓度、细胞内某些成分（如ATP）明显 变化
39
信号转导异常的发生环节
1.配体异常： 过少或过多 可影响其受体及受体后信号转导通路中蛋白数量
17
G 蛋白偶联受体的结构（400-600个氨基酸残基组成的多肽） G-protein-coupled receptors (GPCR)
与配体结合
Extracellular
-NH2
ABA的细胞信号转导
节水灌溉
利用ABA信号转导机制，可以开发出新型的节水灌溉技术。例如，通过调节植物体内ABA 的合成和代谢，可以控制植物气孔开度，进而调节植物的水分吸收和蒸腾作用。
作物产量与品质
ABA还参与植物生殖发育和果实成熟等过程，通过合理调控ABA的合成和代谢，可以提高 作物的产量和品质。例如，在果实成熟过程中，ABA可以促进果实软化和色泽变化等品质 指标的提高。
果实成熟
总结词
ABA在果实成熟过程中发挥重要作用，促进果实的软化和色泽变化。
详细描述
ABA能够诱导果实内部的代谢变化，促进细胞壁降解和色素积累。这些变化导致果实软化和色泽转变，促进果实 的成熟过程。ABA的合成和信号转导途径在果实成熟过程中起着关键作用。
04 ABA在植物逆境胁迫中的 作用
干旱胁迫
THANKS FOR WATCHING
感谢您的观看
ABA下游的信号转导分子
蛋白激酶
ABA下游的信号转导分子包括蛋白激酶，如SAPK（Stress-Activated Protein Kinase） 和PKA（Protein Kinase A），它们能够磷酸化其他蛋白质，调控其活性。
磷酸酶
除了蛋白激酶外，ABA下游还包括磷酸酶，如PP2C（Protein Phosphatase 2C），它 们能够脱磷酸化其他蛋白质，调控其活性。
02 ABA的细胞信号转导途径
ABA受体
细胞膜受体
ABA的受体位于细胞膜 上，能够感知ABA的存 在，并启动细胞内的信 号转导过程。
受体类型
目前发现ABA受体主要 有PYR/PYL家族和 RCAR/SNAC家族两种 类型，它们在ABA信号 转导中发挥重要作用。
受体功能
ABA受体能够与ABA结 合，改变其构象，进而 激活或抑制下游的信号 转导分子。
利用ABA信号转导机制，可以开发出新型的节水灌溉技术。例如，通过调节植物体内ABA 的合成和代谢，可以控制植物气孔开度，进而调节植物的水分吸收和蒸腾作用。
作物产量与品质
ABA还参与植物生殖发育和果实成熟等过程，通过合理调控ABA的合成和代谢，可以提高 作物的产量和品质。例如，在果实成熟过程中，ABA可以促进果实软化和色泽变化等品质 指标的提高。
果实成熟
总结词
ABA在果实成熟过程中发挥重要作用，促进果实的软化和色泽变化。
详细描述
ABA能够诱导果实内部的代谢变化，促进细胞壁降解和色素积累。这些变化导致果实软化和色泽转变，促进果实 的成熟过程。ABA的合成和信号转导途径在果实成熟过程中起着关键作用。
04 ABA在植物逆境胁迫中的 作用
干旱胁迫
THANKS FOR WATCHING
感谢您的观看
ABA下游的信号转导分子
蛋白激酶
ABA下游的信号转导分子包括蛋白激酶，如SAPK（Stress-Activated Protein Kinase） 和PKA（Protein Kinase A），它们能够磷酸化其他蛋白质，调控其活性。
磷酸酶
除了蛋白激酶外，ABA下游还包括磷酸酶，如PP2C（Protein Phosphatase 2C），它 们能够脱磷酸化其他蛋白质，调控其活性。
02 ABA的细胞信号转导途径
ABA受体
细胞膜受体
ABA的受体位于细胞膜 上，能够感知ABA的存 在，并启动细胞内的信 号转导过程。
受体类型
目前发现ABA受体主要 有PYR/PYL家族和 RCAR/SNAC家族两种 类型，它们在ABA信号 转导中发挥重要作用。
受体功能
ABA受体能够与ABA结 合，改变其构象，进而 激活或抑制下游的信号 转导分子。
信号转导教学课件ppt
信号转导与疾病
许多疾病的发生与信号转导异常有关，如肿瘤、自身免疫 性疾病、神经退行性疾病等。
针对信号转导途径的治疗策略已成为许多药物研发的重要 方向，包括抑制剂、激动剂、拮抗剂等。
02
信号转导基本元件
细胞膜受体
定义
01
细胞膜受体是指能够接受外界信号分子，并将其转化为细胞内
信号分子的跨膜蛋白。
种类
肿瘤细胞信号转导与血管生成和侵袭
1 2
肿瘤细胞血管生成与信号转导
详细阐述肿瘤细胞通过哪些信号转导通路促进 血管生成以及血管生成的信号转导机制。
肿瘤细胞侵袭与信号转导
介绍与肿瘤细胞侵袭相关的信号转导通路，如 基质金属蛋白酶（MMPs）及其抑制剂等。
3
肿瘤细胞的转移与信号转导
阐述肿瘤细胞转移过程中涉及的信号转导通路 及机制，包括转移前后的变化及转移过程中的 关键分子作用。
PLC通路的生物学功 能
PLC通路主要参与调节细胞增殖、分 化、凋亡等生物学过程，并在多种疾 病中发挥重要作用。
要点三
PLC通路与其他信号 通路的交叉互动
PLC通路与其他信号通路如MAPK、 PI3K等存在交叉互动，共同调节细胞 生理功能。
04
信号转导与免疫
固有免疫
01
固有免疫应答
是生物体在长期进化过程中形成的、对多种病原体具有防御作用的天
02
细胞膜受体可分为离子通道型受体、G蛋白偶联型受体和酶偶
联型受体等。
功能
03
细胞膜受体在感知外部环境刺激、调节细胞反应和通讯方面起
着重要作用。
G蛋白
定义
G蛋白是指与细胞膜受体结合并被激活的一类蛋 白，其在信号转导中起着关键作用。
高等植物生理学-植物信号转导PPT课件
脱落酸的合成
脱落酸在植物体内的运输方式与生长素、赤霉素和细胞分裂素类似，也是通过质流和扩散两种方式。
脱落酸的运输
脱落酸的主要生理作用是抑制细胞分裂、促进叶和果实的衰老和脱落、促进休眠等。
脱落酸的生理作用
脱落酸的信号转导
乙烯的运输
乙烯在植物体内的运输方式与生长素、赤霉素、细胞分裂素和脱落酸类似，也是通过质流和扩散两种方式。
盆栽与园艺疗法
03
通过研究植物与人类之间的生理和心理互动，开发具有舒缓压力、放松心情的盆栽和园艺疗法产品。
在园艺上的应用
生态恢复与重建
利用植物信号转导机制，促进受损生态系统的恢复和重建，提高生态系统的稳定性和可持续性。
生物多样性保护
通过研究植物与环境之间的相互作用和信号转导过程，保护和利用生物多样性资源，维护生态平衡。
植物信号转导的重要性
外在刺激信号转导
指植物通过感受外界物理、化学和生物刺激，将信号传递到效应部位的过程。
内分泌信号转导
指植物通过分泌化学物质来传递信号的过程。
细胞间信号转导
指植物细胞之间通过胞间连丝或细胞壁接触传递信号的过程。
植物信号转导的分类
02
CHAPTER
植物激素信号转导
生长素主要在幼嫩的芽、叶和发育中的种子中合成。色氨酸经过一系列的生化反应成为生长素。
高温胁迫反应
详细描述
总结词
总结词
光信号转导是指植物对光环境作出的反应。
详细描述
植物通过光感受器感知光信号，如光照强度、光质和光周期等，进而调节生长发育和生理代谢。这种反应有助于植物适应不同的光照环境，如光合作用、开花等。
光信号转导
总结词
氧化胁迫反应是指植物对氧化损伤作出的反应。
脱落酸在植物体内的运输方式与生长素、赤霉素和细胞分裂素类似，也是通过质流和扩散两种方式。
脱落酸的运输
脱落酸的主要生理作用是抑制细胞分裂、促进叶和果实的衰老和脱落、促进休眠等。
脱落酸的生理作用
脱落酸的信号转导
乙烯的运输
乙烯在植物体内的运输方式与生长素、赤霉素、细胞分裂素和脱落酸类似，也是通过质流和扩散两种方式。
盆栽与园艺疗法
03
通过研究植物与人类之间的生理和心理互动，开发具有舒缓压力、放松心情的盆栽和园艺疗法产品。
在园艺上的应用
生态恢复与重建
利用植物信号转导机制，促进受损生态系统的恢复和重建，提高生态系统的稳定性和可持续性。
生物多样性保护
通过研究植物与环境之间的相互作用和信号转导过程，保护和利用生物多样性资源，维护生态平衡。
植物信号转导的重要性
外在刺激信号转导
指植物通过感受外界物理、化学和生物刺激，将信号传递到效应部位的过程。
内分泌信号转导
指植物通过分泌化学物质来传递信号的过程。
细胞间信号转导
指植物细胞之间通过胞间连丝或细胞壁接触传递信号的过程。
植物信号转导的分类
02
CHAPTER
植物激素信号转导
生长素主要在幼嫩的芽、叶和发育中的种子中合成。色氨酸经过一系列的生化反应成为生长素。
高温胁迫反应
详细描述
总结词
总结词
光信号转导是指植物对光环境作出的反应。
详细描述
植物通过光感受器感知光信号，如光照强度、光质和光周期等，进而调节生长发育和生理代谢。这种反应有助于植物适应不同的光照环境，如光合作用、开花等。
光信号转导
总结词
氧化胁迫反应是指植物对氧化损伤作出的反应。
植物激素的信号转导
谢谢！
大麦糊粉层
在大麦的糊粉层细胞中ABA能够抑制α-淀粉酶的活性，并发现 ABA信号由磷 脂酶D(PLD)传递。外源ABA可增加PLD 的活性 PLD的产物磷脂酸 (phosphatidie acid，PA)也相应增加。如果不加ABA而加PLD的抑制剂，则 受ABA调节 的α-淀粉酶因解除了抑制，活性增加，再加入PA时，又能够抑制 淀粉酶活性。如果在糊粉层的原生质体外只加PA，也可诱导产生ABA响应蛋 白，这说明ABA激活PLD产生PA抑制 淀粉酶的过程是糊粉层细胞中ABA抑制 种子萌发的信号途径的组成部分。 目前已发现PLD存在αβγ3种类型，它们分别由不同的基因编码，并且受不同 的第二信使调节。PLDα不依赖PIP2，其最大活性需要有微摩尔的Ca2+ 。 PLDβ依赖PIP2，它受Ca2+ 浓度和胞质因子的调节。各种类型的PLD共同行 使调节细胞增殖、膜的运输、有丝分裂和对外界刺激的响应等功能。
加入环腺苷二磷酸核糖(cADPR)的抑制剂(8NH2一cADPR) 阻断GUS基因表达。 蛋白激酶抑制剂K252a阻断ABA、cADPR或 Ca2 对GUS基因的诱导表达。 IP3促进基因表达,也为IP3受体专一抑制剂 (heparin)所抑制,但herparin不能阻断ABA或 cADPR对启动子的激活作用,说明IP3可能参 与ABA信号转导。
植物激素脱落酸的信号转导
一、信号转导的概况 二、植物激素落酸(ABA) 的特性 三、ABA的信号转导机制 四、展望
1.1信号转导的概念
生物体对环境(包括外环境和内环境)信号变 化有极高的反应性。细胞对外界刺激的感 受和反应都是通过信号转导系统(signal transduction system)的介导实现的。该系 统由受体、酶、通道和调节蛋白等构成。 通过信号转导系统、细胞能感受、放大和 整合各种外界信号。
干旱胁迫与ABA的信号转导
植物学通报 2004, 21 (2): 228￣234Chinese Bulletin of Botany干旱胁迫与ABA的信号转导①１，２刘子会 ２郭秀林 １王 刚 ２李广敏②1 (河北师范大学生命科学学院石家庄 050016)2（河北省农林科学院遗传生理研究所石家庄 050051）摘要植物经历干旱胁迫时，ABA被普遍认为是一种干旱信号而传递干旱信息。
在干旱信号ABA的转导过程中，从ABA的被感知到保卫细胞发生变化引起气孔关闭以及ABA诱导的基因表达都经历了复杂的变化。
本文对ABA的信号转导过程进行了综述。
关键词干旱胁迫， ABA，信号转导Drought Stress and Signal Transduction of ABA1,2LIU Zi-Hui 2GUO Xiu-Lin 1WANG-Gang 2Li G uang-Min②1 ( College of Life Science, Hebei Normal University, Shijiazhuang 050016)2 ( Institute of Plant Genetics and Physiology, Hebei Academy of Agriculture and ForestrySciences, Shijiazhuang 050051)Abstract ABA has commonly been regarded as a signal which can transmit drought information when plants suffer drought stress. During the transduction of drought signal , the changes of guard cells following perceived ABA , which cause the closure of stomata, and the expression of genes induced by ABA are the complex course. In this review, we summarize the ABA signal transduction.Key words Drought stress, ABA, Signal transduction干旱是植物生存环境中遇到的主要逆境因子之一，它对世界作物产量的影响，在诸多自然逆境中占首位，其危害相当于其他危害之和。
信号转导 PPT课件.ppt
2. Acting potential
Gated Ion Channels Ligand-gated ion channels Voltage-gated ion channels
Resting potential
Why Ion Channels: asymmetric ion-distribution
Activation of receptor tyrosine kinases
Insulin receptor tyrosine kinase
Insulin structure
Insulin Receptor Is a Tyr-Specific Protein Kinase 1
Activation of IR Tyr kinase by autophosphorylation
Integration
When two signals have opposite effects on a metabolic characteristic such as concentration of a second messenger X, or the membrane
potential Vm, the
Signal
Receptor
Signals for phagocytosis
FcR
CR3
Amplification
PLC
PLD
Transduction
second
messengers
Ca++
src
PKC
MAPK PI3k RhoGTPase
gelsolin
Arp2/3
Responses
Actin rearrangement
Gated Ion Channels Ligand-gated ion channels Voltage-gated ion channels
Resting potential
Why Ion Channels: asymmetric ion-distribution
Activation of receptor tyrosine kinases
Insulin receptor tyrosine kinase
Insulin structure
Insulin Receptor Is a Tyr-Specific Protein Kinase 1
Activation of IR Tyr kinase by autophosphorylation
Integration
When two signals have opposite effects on a metabolic characteristic such as concentration of a second messenger X, or the membrane
potential Vm, the
Signal
Receptor
Signals for phagocytosis
FcR
CR3
Amplification
PLC
PLD
Transduction
second
messengers
Ca++
src
PKC
MAPK PI3k RhoGTPase
gelsolin
Arp2/3
Responses
Actin rearrangement
植物生理学信号转导培训课件
5
1/25/2021
受伤西红柿植 株蛋白激酶特 制物生物合成 快速诱导信导 途径的假定模 式图
植物生理学信号转导
6
➢ 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。
➢ 动作电波(action potential,AP)，也叫动 作电位，它是指细胞和组织中发生的相对 于空间和时间的快速变化的一类生物电位。
3. 活化的α亚基继而 触发效应器(如磷酸脂 酶C) 把胞外信号转换 成胞内信号。
4. 而当α亚基所具有 的GTP酶活性将与α亚 基相结合的GTP水解为 GDP后，α亚基恢复到 去活化状态并与β和 γ亚基相结合为复合 体。
这样完成一次循 环。
14
细胞内的G蛋白一般分为两大类：
一类是由三种亚基(α、β、γ)构成的异源 三体G蛋白，它参与细胞分裂、气孔运动、 花粉管生长等生理反应的信号转导。
一、信号(signals)
化学信号 (chemical signals )： 细胞感受刺激后合成并传递 到作用部位引起生理反应的化 学物质。 激素、病原因子等，化学信 号也叫做配体（ligand）
1/25/2021
植物生理学信号转导
ABA 正化学信号
干旱
CT 负化学信号
K
4
➢当植物的一张叶片被虫咬伤后，会诱导
1/25/2021
植物生理学信号转导
10
G蛋白连接 受体的分子 模型
1/25/2021
植物生理学信号转导
11
• 蛋白激酶（receptor-like protein kinase)
受体本身是一种酶蛋白，
具有胞外感受信号区域、
跨膜区域和胞内的激酶区
域。当细胞外区域与信号
1/25/2021
受伤西红柿植 株蛋白激酶特 制物生物合成 快速诱导信导 途径的假定模 式图
植物生理学信号转导
6
➢ 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。
➢ 动作电波(action potential,AP)，也叫动 作电位，它是指细胞和组织中发生的相对 于空间和时间的快速变化的一类生物电位。
3. 活化的α亚基继而 触发效应器(如磷酸脂 酶C) 把胞外信号转换 成胞内信号。
4. 而当α亚基所具有 的GTP酶活性将与α亚 基相结合的GTP水解为 GDP后，α亚基恢复到 去活化状态并与β和 γ亚基相结合为复合 体。
这样完成一次循 环。
14
细胞内的G蛋白一般分为两大类：
一类是由三种亚基(α、β、γ)构成的异源 三体G蛋白，它参与细胞分裂、气孔运动、 花粉管生长等生理反应的信号转导。
一、信号(signals)
化学信号 (chemical signals )： 细胞感受刺激后合成并传递 到作用部位引起生理反应的化 学物质。 激素、病原因子等，化学信 号也叫做配体（ligand）
1/25/2021
植物生理学信号转导
ABA 正化学信号
干旱
CT 负化学信号
K
4
➢当植物的一张叶片被虫咬伤后，会诱导
1/25/2021
植物生理学信号转导
10
G蛋白连接 受体的分子 模型
1/25/2021
植物生理学信号转导
11
• 蛋白激酶（receptor-like protein kinase)
受体本身是一种酶蛋白，
具有胞外感受信号区域、
跨膜区域和胞内的激酶区
域。当细胞外区域与信号
ABA的细胞信号转导
阶段二 胞间信使在细胞或组织间传递，并最终到达受 体细胞的作用位点 阶段三 受细胞对胞间信使的接受、转导和反应，结果 导致受体组织中生理生化和功能的最优化组合，最终体 现为植物对环境刺激或逆境的适它亚细胞结构，它能够识别并特异性结合ABA，
进而激活下游信号通路并引发相应的生理反应
ABA的细胞信号转导
脱落酸（ABA）
1963年F
. T . addincontt等从棉铃中提纯了一种物质
能显著促进棉苗外植体叶柄脱落，称为脱落素II。
1965年证实，该脱落素II和休眠素为同一种物质，统一
命名为脱落酸(abscisic acid, ABA），是一种具有倍半 萜结构的植物激素。
生理作用
下游基因的表达
当没有ABA时： PP2C不与PYR1/PYL/RCAR结合
PP2CA可以通过结合OST1抑制其活性导致SLAC1
(SLOW ANION CHANNEL 1)不能够被激活，C1内流 气孔张开
同时PP2CA也可以直接去磷酸化SLAC1从而C1内流气
孔张开
MAPK级联途径参与ABA信号转导
脱落酸(ABA)不仅是一种促进衰老和脱落的生长抑制物质，
而且它对植物胚胎发育、种子休眠、果实成熟、逆境胁迫 （如干旱、高盐、低温及病菌等）适应、气孔运动以及基 因表达等许多方面具有重要的调节作用，在农业生产与细 胞工程上具有潜在的应用价值。
植物体内逆境信号传递
阶段一 感受细胞或组织对原初信号(环境刺激)的感知 转导和反应，结果产生胞间(逆境)信使
稳定，酸性较强的缓冲液和去垢剂不易将其溶解。
(三）GTG1/2
GTG1与GTG2是G一蛋白偶联受体GPCRs(G-protein-coupled
receptors)的新成员，具有典型的跨膜结构，与GTP结合且具有
进而激活下游信号通路并引发相应的生理反应
ABA的细胞信号转导
脱落酸（ABA）
1963年F
. T . addincontt等从棉铃中提纯了一种物质
能显著促进棉苗外植体叶柄脱落，称为脱落素II。
1965年证实，该脱落素II和休眠素为同一种物质，统一
命名为脱落酸(abscisic acid, ABA），是一种具有倍半 萜结构的植物激素。
生理作用
下游基因的表达
当没有ABA时： PP2C不与PYR1/PYL/RCAR结合
PP2CA可以通过结合OST1抑制其活性导致SLAC1
(SLOW ANION CHANNEL 1)不能够被激活，C1内流 气孔张开
同时PP2CA也可以直接去磷酸化SLAC1从而C1内流气
孔张开
MAPK级联途径参与ABA信号转导
脱落酸(ABA)不仅是一种促进衰老和脱落的生长抑制物质，
而且它对植物胚胎发育、种子休眠、果实成熟、逆境胁迫 （如干旱、高盐、低温及病菌等）适应、气孔运动以及基 因表达等许多方面具有重要的调节作用，在农业生产与细 胞工程上具有潜在的应用价值。
植物体内逆境信号传递
阶段一 感受细胞或组织对原初信号(环境刺激)的感知 转导和反应，结果产生胞间(逆境)信使
稳定，酸性较强的缓冲液和去垢剂不易将其溶解。
(三）GTG1/2
GTG1与GTG2是G一蛋白偶联受体GPCRs(G-protein-coupled
receptors)的新成员，具有典型的跨膜结构，与GTP结合且具有
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
成截短型的FCA mRNA (FCAβ mRNA)，表达生
成无活性的截短型蛋白 (truncated FCA 蛋白) ；
另一种是形成成熟的FCA mRNA (FCAγ mRNA)，
表达成有活性的蛋白FCA (FCAγ 蛋白)
FCAγ 蛋白的 WW 结构域含有 2 个保守色氨酸 残基，由约40 个氨基酸残基组成。FY 蛋白结合 在FCAγ 蛋白的WW结构域上，两者通过蛋白质蛋白质相互作用形成FCA-FY 复合物，当FY 结合 在FCA的WW蛋白结构域上时，FCA 才具有促进 植物开花的功能。
诱导基因的表达需要顺式元件和反式作用因子相结 合。 顺式作用元件是基因表达所必需的一段碱基序列 ,
目前发现的水稻Rab16LEA基因中的Dmotif1、小麦EM、 LEA基因中的EM1a等序列对ABA启动子转录是必要的, 被 称 为 反 应 元 件 (ABA Response Elements, 简 称 ABRE) 。 ABRE 多 种 多 样 , 但 它 均 含 有 一 个 GboxACGT核心序列, 它是反式作用因子的结合位点。
四、脱落酸合 蛋 白
FCA( 也称开花时间控制蛋白 A) 的结构以及它在开
花过程中与 RNA 的结合活性作了研究，并指出
FCA 与植物开花密切相关且定位于细胞核内。在
2006年Razem发现RNA结合蛋白FCA是一种参与
调控植物开花时间和根形成的脱落酸受体。
ABA参与的信号转导
专业：生物化学与分子生物学 姓名：xxx 学号：xxxxxx
CONTENTS
1. 脱落酸的发现 2. 脱落酸的生物合成
3. 脱落酸参与的种子休眠
4.脱落酸的受体
5.脱落酸参与的信号转导
6.展望
一、脱落酸的发现
脱落酸简称ABA， 最早是在成熟的干棉壳中
分离纯化得到的, W.C.liu 等研究发现它能使棉花幼
龄脱落, 认为它是一种“脱落素”。同时
C.F.Eagles等从桦树中提取出了一种抑制生长诱导
休眠的物质, 命名为“休眠素”。后经鉴定,二者为
同一化学物质, 最终被定名为脱落酸。
二、脱落酸的生物合成
ABA 是以异戊二烯单位组成的倍半萜，含 15 个 C ，分子 式C15H20O4，呈酸性。从图1所示：由于C2与C3之间的双键， 脱落酸存在顺式（cis）和反式（trans）异构体，顺式ABA
过程中起重要作用,并可在种子成熟后期诱导种子
休眠。因此可以利用ABA这一特性人为控制种子
萌发时期，使种子在适宜的环境、适宜的时期萌
发。
ABA对小麦种子萌发的影响
试验结果表明:
ABA只抑制或延缓小麦种子的萌发进程, 且不 同浓度对小麦种子的抑制效果不一样, 浓度越大抑 制效果越明显, 但不影响小麦种子的最终萌发率。
FLC 是一种对开花起抑制作用的关键调控基
因，FCA-FY 复合物对FLC 基因的表达有阻遏作
用，FLC 蛋白的表达受到抑制时，其对植物开花
起抑制作用的因素就得以消除，植物正常开花。
反之， FLC基因表达，抑制植物开花。
五、脱落酸参与的信号转导
信号分子与受体( 结合位点) 结合, 经过跨膜
信号转导, 将胞外信号在胞内通过第二信使放大并
继FCA发现以后，Shen 等(2006) 又宣布
一种编码Mg 离子螯合酶(Mg - chelatase) H 亚
基的CHL H 作为另一种ABA 受体介导种子萌发、
幼苗生长和叶片气孔的运动。同年，张大鹏等
鉴定出了一种细胞内叶绿体中的 ABA 受体，命 名为ABAR。
FCA 编码基因经转录后产生的前体mRNA 在 植物体中存在 2 种选择性加工的途径，一种是形
在 ABA 生物合成途径中,玉米黄质环氧化酶
(ZEP) 、9-顺式-环氧类胡萝卜素二加氧酶(NCED)
和醛氧化酶(AO) 起着重要作用。目前已分离、鉴
定了一些与ABA 生物合成有关的酶及其基因。
从图中可以看出，阻断ZEP、NCED、AO的
合成则会阻断ABA的合成。
三、脱落酸参与种子萌发
ABA 在种子发育、萌发和休眠等生理生化
ABA dependence pathway:其信号转导依赖于内 源ABA的积累或外源ABA 的处理。如许多种子贮 藏蛋白基因 , 其表达依赖于种子发育过程中内源 ABA 的积累 , 随着内源 ABA 的增加而加强 , 外源 ABA 处理也可促进其表达。
在水分胁迫诱导基因表达的四条信号途径中 , 有两 条信号途径是依赖 ABA 的。所以有人将 ABA 命名为水 分胁迫反应中的一种信使分子 , 目前在拟南芥中发现的 逆境胁迫诱导基因RAB18和RD22,RD29等。 受ABA 诱导的基因大多数是在种子后熟期或对逆 境胁迫做出响应时表达的。
传递。参与 ABA 信号转导的第二信使有以下几
种:Ca
2 +、磷酸肌醇、cADPR、阴离子通道与H+、
H2O2 。
在大量实验后，发现ABA不仅与非生物胁迫 有关，如一些环境信号缺水、盐胁迫、干旱胁 迫等，也与生物胁迫有着密切的联系，如植物 抗病等，所以推测 ABA 参与的信号转导途径是 一个复杂的网络。并将其分为两种类型， ABA 依赖型信号转导和ABA非依赖型信号转导。
反式作用因子是结合与ABRE核心元件上的一 类蛋白质, 在ABA信号转导中非常重要。目前已分 离出 EmBP- 1 、 Taf- 1 、 ABI3 和 VP1 等多种反式 作用因子。它们都有相似的结构, 即均含有亮氨酸 拉链区域( bzip- Protein)。
水分胁迫诱导
有生理效应，而反式 ABA 生理活性极弱。植物体内天然的
脱落酸是顺式右旋的，人工合成的脱落酸是一种左右旋各 占一半的外消旋混合物。
图1：顺式ABA和反式ABA结构
（引自潘瑞炽，2001）
ABA 生物合成包括Cl5直接途径和C40间接途 径,前者由Cl5法呢焦磷酸(FPP) 经环化和氧化作用 直接形成 ABA; 后者由 C40 类胡萝卜素氧化裂解形 成ABA。ABA 缺失突变体和同位素示踪实验等分 子生物学分析表明,高等植物ABA 是通过间接途径 合成的。