植物细胞的信号转导和作用
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刺激后合成并传递到作用部位引起生理反应 的化学物质。
如：植物激素（ABA、GA、IAA等）、植物生长活性物质（壳 梭孢菌素、水杨酸、花生四烯酸、茉莉酸、茉莉酸甲酯、多 胺类物质以及乙酰胆碱）和Ca2+等。此外，1，3-β-D-葡聚糖、 寡聚半乳糖醛酸、富含甘露糖的糖蛋Βιβλιοθήκη Baidu、聚氨基葡萄糖也是。
(二)物理信号 物理信号(physical signal)是指细胞感
5.1 信号的概念及类型
5.1.1 信号 5.1.2 信号的类型
5.1.1 信号
信号：用于传递信息的物质体现形式。 信息：通过信号来传递或者表达的事物
内在性质、特点、规律。 信号体现信息；信息丰富信号
5.1.2 信号的类型（一）
按其作用范围可分为胞间信号分子和胞内信 号分子。
胞间信号（化学信号和物理信号）及某些环 境刺激信号就是细胞信号转导过程中的初级 信号，即第一信使（first messenger）。
5.2 信号的跨膜转换
5.2.1 受体 5.2.2 G蛋白与跨膜信号转导
说明
胞间信号从产生位点经长距离传递到达靶细胞， 靶细胞首先（需要受体）要能感受信号并将胞 外信号转变为胞内信号，然后再启动下游的各 种信号转导系统，并对原初信号进行放大以及 激活次级信号，最终导致植物的生理生化反应。
5.2.1 受体
植物细胞的信号转导和作用
本章说明
要求：了解胞外刺激信号传递，膜上信 号转换，胞内信号传递及蛋白质可逆磷 酸化的植物细胞信号转导过程。
重点：G蛋白参与的跨膜信号转导；第二 信使系统；蛋白质可逆磷酸化
难点： G蛋白参与的跨膜信号转导；第二 信使系统；蛋白质可逆磷酸化
5.1 信号的概念及类型 5.1.1 信号 5.1.2 信号的类型 5.2 信号的跨膜转换 5.2.1 受体 5.2.2 G蛋白与跨膜信号转导 5.3 胞内信号和第二信使系统 5.3.1 环核苷酸信号系统 5.3.2 钙信号系统 5.3.3 磷脂酰肌醇信号系统 5.4 蛋白质的可逆磷酸化 5.4.1 蛋白激酶 5.4.2 蛋白磷酸酶
植物细胞对水力学信号(压力势的变化)很敏感。
胞间信号的传递
1.易挥发性化学信号在体内气相的传递 易挥发性化学信号可通过在植株体内的 气腔网络 (air space network) 中的扩散而 迅速传递，
激素乙烯和茉莉酸甲酯(JA-Me)均属此类 信号。自然条件下发生涝害或淹水时植 株体内就经常存在这类信号的传递。
受到刺激后产生的能够起传递信息作用 并引起细胞反应的物理因子。
如：电信号和水力学信号。
娄成后教授在20世纪60年代就指出：“电波的信息传 递在高等植物中是普遍存在的。”
怀尔登(Wildon)等用番茄做实验，指出由子叶伤害而引 起第一真叶产生蛋白酶抑制物(PIs) 的过程中，动作电位是传播的主要方式。首次证明了 电信号可引起包括基因转录在内的生理生化变化。
细胞外
受体
细胞 表面 受体
细胞 内部 受体
G蛋白偶联受体 酶偶联受体 离子通道偶联受体
5.2.2 G蛋白与跨膜信号转导
1.G蛋白
也叫GTP结合调节蛋白(GTP binding regulatory protein)，此类蛋白由于其生
理活性有赖于三磷酸鸟苷(GTP)的结合以及具 有GTP水解酶的活性而得名。
2.化学信号的韧皮部传递
是化学信号长距离传递的主要途径。植 物体内许多化学信号物质，如ABA、JAMe、寡聚半乳糖、水杨酸等都可通过韧 皮部途径传递。
3.化学信号的木质部传递
化学信号通过集流的方式在木质部内传递。
植物在受到土壤干旱胁迫时，根系可迅速 合成并输出某些信号物质，如ABA。根系 合成ABA的量与其受的胁迫程度密切相关。 ABA可通过木质部蒸腾流进入叶片，并影 响叶片中的ABA浓度，从而抑制叶片的生 长和气孔的开放。
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)。
5.1.2 信号的类型（二）
植物体内的胞间信号根据性质可分为两类， 即化学信号和物理信号。
(一)化学信号 化学信号(chemical signal)是指细胞感受
4.电信号的传递
植物电波信号的短距离传递需要通过共 质体和质外体途径，而长距离传递则是 通过维管束。
5.水力学信号的传递
水力学信号是通过植物体内水连续体系 中的压力变化来传递的。
水连续体系主要是通过木质部系统而贯 穿植株的各部分，植物体通过这一连续 体系一方面可有效地将水分运往植株的 大部分组织，同时也可将水力学信号长 距离传递到连续体系中的各部分。
受体(receptor)是指在靶细胞的质膜或细 胞器上能与信号物质特异性结合，并引 发产生胞内次级信号的特殊物质。
受体可以是蛋白质，也可以是一个酶系。
受体和信号物质的特异结合是细胞感应 胞外信号，并将此信号转变为胞内信号 的第一步。
受体的特点
1. 特异性 2.高亲和性 3.可逆性
受体类型
G蛋白将信号转换偶联起来，故又称偶联 蛋白或信号转换蛋白。
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)构成的异源三聚体 G蛋白“大G蛋白”，另一类是只含有一 个亚基的单体“小G蛋白”。
G蛋白的信号偶联功能是靠GTP的结合或 水解产生的变构作用完成。
当G蛋白与受体结合而被激活时，继而触 发效应器（如腺苷酸环化酶），把胞间 信号转换成胞内信号。而当GTP水解为 GDP后，G蛋白就回到原初构象，失去转 换信号的功能。
前言
细胞信号转导（cell signal transduction): 指的是偶联各种胞外刺激信号与其相应的生理反应之
间的一系列分子反应机制。
细胞信号传导的分子途径，可分为四个阶段： 1.胞间信号传递、
2.膜上信号转换、 3.胞内信号转导、 4. 蛋白质可逆磷酸化
植物的向光性现象中的信号转导
过程： 植物体感受到光线， 相关信息传递到靶细胞， 诱发胞内信号转导， 调节基因的表达或改变酶的活性， 细胞作出反应。
如：植物激素（ABA、GA、IAA等）、植物生长活性物质（壳 梭孢菌素、水杨酸、花生四烯酸、茉莉酸、茉莉酸甲酯、多 胺类物质以及乙酰胆碱）和Ca2+等。此外，1，3-β-D-葡聚糖、 寡聚半乳糖醛酸、富含甘露糖的糖蛋Βιβλιοθήκη Baidu、聚氨基葡萄糖也是。
(二)物理信号 物理信号(physical signal)是指细胞感
5.1 信号的概念及类型
5.1.1 信号 5.1.2 信号的类型
5.1.1 信号
信号：用于传递信息的物质体现形式。 信息：通过信号来传递或者表达的事物
内在性质、特点、规律。 信号体现信息；信息丰富信号
5.1.2 信号的类型（一）
按其作用范围可分为胞间信号分子和胞内信 号分子。
胞间信号（化学信号和物理信号）及某些环 境刺激信号就是细胞信号转导过程中的初级 信号，即第一信使（first messenger）。
5.2 信号的跨膜转换
5.2.1 受体 5.2.2 G蛋白与跨膜信号转导
说明
胞间信号从产生位点经长距离传递到达靶细胞， 靶细胞首先（需要受体）要能感受信号并将胞 外信号转变为胞内信号，然后再启动下游的各 种信号转导系统，并对原初信号进行放大以及 激活次级信号，最终导致植物的生理生化反应。
5.2.1 受体
植物细胞的信号转导和作用
本章说明
要求：了解胞外刺激信号传递，膜上信 号转换，胞内信号传递及蛋白质可逆磷 酸化的植物细胞信号转导过程。
重点：G蛋白参与的跨膜信号转导；第二 信使系统；蛋白质可逆磷酸化
难点： G蛋白参与的跨膜信号转导；第二 信使系统；蛋白质可逆磷酸化
5.1 信号的概念及类型 5.1.1 信号 5.1.2 信号的类型 5.2 信号的跨膜转换 5.2.1 受体 5.2.2 G蛋白与跨膜信号转导 5.3 胞内信号和第二信使系统 5.3.1 环核苷酸信号系统 5.3.2 钙信号系统 5.3.3 磷脂酰肌醇信号系统 5.4 蛋白质的可逆磷酸化 5.4.1 蛋白激酶 5.4.2 蛋白磷酸酶
植物细胞对水力学信号(压力势的变化)很敏感。
胞间信号的传递
1.易挥发性化学信号在体内气相的传递 易挥发性化学信号可通过在植株体内的 气腔网络 (air space network) 中的扩散而 迅速传递，
激素乙烯和茉莉酸甲酯(JA-Me)均属此类 信号。自然条件下发生涝害或淹水时植 株体内就经常存在这类信号的传递。
受到刺激后产生的能够起传递信息作用 并引起细胞反应的物理因子。
如：电信号和水力学信号。
娄成后教授在20世纪60年代就指出：“电波的信息传 递在高等植物中是普遍存在的。”
怀尔登(Wildon)等用番茄做实验，指出由子叶伤害而引 起第一真叶产生蛋白酶抑制物(PIs) 的过程中，动作电位是传播的主要方式。首次证明了 电信号可引起包括基因转录在内的生理生化变化。
细胞外
受体
细胞 表面 受体
细胞 内部 受体
G蛋白偶联受体 酶偶联受体 离子通道偶联受体
5.2.2 G蛋白与跨膜信号转导
1.G蛋白
也叫GTP结合调节蛋白(GTP binding regulatory protein)，此类蛋白由于其生
理活性有赖于三磷酸鸟苷(GTP)的结合以及具 有GTP水解酶的活性而得名。
2.化学信号的韧皮部传递
是化学信号长距离传递的主要途径。植 物体内许多化学信号物质，如ABA、JAMe、寡聚半乳糖、水杨酸等都可通过韧 皮部途径传递。
3.化学信号的木质部传递
化学信号通过集流的方式在木质部内传递。
植物在受到土壤干旱胁迫时，根系可迅速 合成并输出某些信号物质，如ABA。根系 合成ABA的量与其受的胁迫程度密切相关。 ABA可通过木质部蒸腾流进入叶片，并影 响叶片中的ABA浓度，从而抑制叶片的生 长和气孔的开放。
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)。
5.1.2 信号的类型（二）
植物体内的胞间信号根据性质可分为两类， 即化学信号和物理信号。
(一)化学信号 化学信号(chemical signal)是指细胞感受
4.电信号的传递
植物电波信号的短距离传递需要通过共 质体和质外体途径，而长距离传递则是 通过维管束。
5.水力学信号的传递
水力学信号是通过植物体内水连续体系 中的压力变化来传递的。
水连续体系主要是通过木质部系统而贯 穿植株的各部分，植物体通过这一连续 体系一方面可有效地将水分运往植株的 大部分组织，同时也可将水力学信号长 距离传递到连续体系中的各部分。
受体(receptor)是指在靶细胞的质膜或细 胞器上能与信号物质特异性结合，并引 发产生胞内次级信号的特殊物质。
受体可以是蛋白质，也可以是一个酶系。
受体和信号物质的特异结合是细胞感应 胞外信号，并将此信号转变为胞内信号 的第一步。
受体的特点
1. 特异性 2.高亲和性 3.可逆性
受体类型
G蛋白将信号转换偶联起来，故又称偶联 蛋白或信号转换蛋白。
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)构成的异源三聚体 G蛋白“大G蛋白”，另一类是只含有一 个亚基的单体“小G蛋白”。
G蛋白的信号偶联功能是靠GTP的结合或 水解产生的变构作用完成。
当G蛋白与受体结合而被激活时，继而触 发效应器（如腺苷酸环化酶），把胞间 信号转换成胞内信号。而当GTP水解为 GDP后，G蛋白就回到原初构象，失去转 换信号的功能。
前言
细胞信号转导（cell signal transduction): 指的是偶联各种胞外刺激信号与其相应的生理反应之
间的一系列分子反应机制。
细胞信号传导的分子途径，可分为四个阶段： 1.胞间信号传递、
2.膜上信号转换、 3.胞内信号转导、 4. 蛋白质可逆磷酸化
植物的向光性现象中的信号转导
过程： 植物体感受到光线， 相关信息传递到靶细胞， 诱发胞内信号转导， 调节基因的表达或改变酶的活性， 细胞作出反应。