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细胞表面受体：位于细胞质膜上，如G蛋白连接
受体、类受体蛋白激酶等。
细胞内受体：位于细胞内的亚细胞组分上。如甾
类物质的受体等。
商丘师范学院·植物学教研室
第七章 细胞信号转导
第二节 跨膜信号转换
• 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。
第七章 细胞信号转导
第七章 细胞信号转导
【重、难点提示】3学时讲授
• 植物体细胞信号转导分子途径； • 第二信使分子种类及相应转导途径。
商丘师范学院·植物学教研室
第七章 细胞信号转导
第七章 细胞信号转导
➢ 动植物的生长发育是基因在一定时间、空间上顺 序表达的过程，而基因的表达则受遗传和环境两 方面调控
度、风、光、CO2、重力、病原因子、水分、营 养元素、伤害，植物激素、多肽、糖类、细胞
按所处位置
代谢物、甾体等
胞内信号：Ca2+、CAMP、IP3、DAG
商丘师范学院·植物学教研室
第七章 细胞信号转导
第一节 信号与受体结合
一、信号 二、 细胞受体 ➢ 1、定义：能够特异地识别并结合信号、细胞内
放大和传递信号的物质。 ➢ 2、化学本质：绝大多数是蛋白质 ➢ 3、特点：特异性、高亲和性、可逆性 ➢ 4、分类：
➢ 动物----通过神经和内分泌系统调节自身，以适 应环境。
➢ 植物----通过精确、完善的信号转导系统来调节 自身，以适应环境。
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第七章 细胞信号转导
➢ 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。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。
过使下游组分发生磷酸化而启动细胞内的信号转到 途径，完成信号的跨膜转换；
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第七章 细胞信号转导
第二节 跨膜信号转换
应答调控蛋白(RR) 接收区域：天冬氨酸残基接收磷酸 基团。
信号输出区域：将信号输出给下
游的组分，常为转录因子，调 控基因表达。
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第七章 细胞信号转导
第二节 跨膜信号转换
二、双元系统 ➢植物细胞具有细胞核，与无核的细菌相比，信
号传递路ຫໍສະໝຸດ Baidu更加复杂。
现证明：细胞分类素和乙烯的受体就是一个双元系统。
GDP
G蛋白参与的跨膜信号转换
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第七章 细胞信号转导
商丘师范学院·植物学教研室
第七章 细胞信号转导
第二节 跨膜信号转换
二、双元系统
➢双元系统首先是在细菌中发现的。 感受细胞外刺激的信号输入区：
组氨酸蛋白激酶
(HK）(位于质膜） 激酶转运区：组氨酸残基磷酸化 后，将磷酸基团传递给下游的 RR。
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第七章 细胞信号转导
第二节 跨膜信号转换
一、G蛋白联接受体的跨膜信号转换
➢ 1、GTP结合调节蛋白（简称G蛋白）
➢ 2、G蛋白介导的跨膜信号转换: 依赖于自身的活化和非活化 状态循环来实现的，可放大信号。
激素 细胞外
受体
异源三聚体G蛋 白
腺苷酸环化酶
质膜
细胞内
GDP GT P
腺苷酸环化酶
ATP
G蛋白参与的跨膜信号转换
cAMP+ PPi
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第七章 细胞信号转导
第二节 跨膜信号转换
一、G蛋白联接受体的跨膜信号转换 ➢ 1、GTP结合调节蛋白（简称G蛋白）
➢ 2、G蛋白介导的跨膜信号转换:
激素 细胞外
受体
异三聚体G蛋白 腺苷酸环化酶
质膜
细胞内
ATP
cAMP+ PPi
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第七章 细胞信号转导
第二节 跨膜信号转换
三、受体激酶
➢ 位于细胞表面的另一类受体的具有激酶性质，称为 受体激酶。也称之为类受体蛋白激酶(RLK)。
➢ 植物中的RLK大多数属于丝氨酸/苏氨酸激酶类型， 大多由3部分组成：
➢ 胞外结构区：主要负责与信号分子的特异性结合； ➢ 跨膜螺旋区：位于两区之间，将细胞内外连接起来; ➢ 胞内蛋白激酶催化区：被激活后发挥激酶功能，通
➢ 1、GTP结合调节蛋白（简称G蛋白）： ➢ 有两种类型： ➢①异源三聚体GTP结合蛋白(通常称为G蛋白）：
由α、β和γ三种亚基组成，存在于细胞膜面向胞质 溶胶的一侧。 ➢作用：细胞分裂、气孔运动、跨膜离子运输、花 粉管生长等生理反应的信号转导。 ➢②小G蛋白或小GTPase：相似于α亚基，被结合在 质膜朝向胞质溶胶的一侧。作用：不参与跨膜信 号转换，参与细胞骨架的运动、细胞扩大、根毛 发育、细胞极性生长的信号转导。
非活化状态— α亚基上结合GDP
活化状态— α亚基上结合GTP
G蛋白参与的跨膜信号转换
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第七章 细胞信号转导
第二节 跨膜信号转换
一、G蛋白联接受体的跨膜信号转换 ➢ 1、GTP结合调节蛋白（简称G蛋白） ➢ 2、G蛋白介导的跨膜信号转换:
细胞外 质膜 细胞内
激素
受体
异三聚体G蛋白
2、功能：主要是在细胞间和细胞内传递信息并引发 相应的生理生化变化。
➢ 注意: 信号既非营养物质，又不是能源物质，也不 是细胞的结构成分。
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第七章 细胞信号转导
第一节 信号与受体结合
一、信号
3、类型
物理信号：温、光、重
按性质
力、电、水等
化学信号：激素、病源 因子等
胞外（胞间）信号：机械刺激、磁场、辐射、温
➢ 信号转导可以分为4个步骤： ➢ 1、信号分子与细胞表面受体的结合； ➢ 2、跨膜信号转换； ➢ 3、胞内信号转导； ➢ 4、导致生理生化变化。
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第七章 细胞信号转导
植物细胞信号转导的模式图
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第七章 细胞信号转导
第一节 信号与受体结合
一、信号
1、概念：是信息的物质体现形式和物理过程。简单 的说刺激就是信号。如:机械刺激、温度、光照、气 体、重力、水分、伤害、触摸、伤害、生长调节剂、 多肽、糖、膨压等等
• 跨膜信号转换类型：主要有G蛋白连接受体、双 元组分系统和受体激酶介导的跨膜信号转换。
• 在动物细胞中，G蛋白连接受体主在跨膜信号转 换中起重要作用，但在植物细胞中要有双元组 分系统和受体激酶介导的跨膜信号转换则更为 普遍。
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第七章 细胞信号转导
第二节 跨膜信号转换
一、G蛋白联接受体的跨膜信号转换
受体、类受体蛋白激酶等。
细胞内受体：位于细胞内的亚细胞组分上。如甾
类物质的受体等。
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第七章 细胞信号转导
第二节 跨膜信号转换
• 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。
第七章 细胞信号转导
第七章 细胞信号转导
【重、难点提示】3学时讲授
• 植物体细胞信号转导分子途径； • 第二信使分子种类及相应转导途径。
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第七章 细胞信号转导
第七章 细胞信号转导
➢ 动植物的生长发育是基因在一定时间、空间上顺 序表达的过程，而基因的表达则受遗传和环境两 方面调控
度、风、光、CO2、重力、病原因子、水分、营 养元素、伤害，植物激素、多肽、糖类、细胞
按所处位置
代谢物、甾体等
胞内信号：Ca2+、CAMP、IP3、DAG
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第七章 细胞信号转导
第一节 信号与受体结合
一、信号 二、 细胞受体 ➢ 1、定义：能够特异地识别并结合信号、细胞内
放大和传递信号的物质。 ➢ 2、化学本质：绝大多数是蛋白质 ➢ 3、特点：特异性、高亲和性、可逆性 ➢ 4、分类：
➢ 动物----通过神经和内分泌系统调节自身，以适 应环境。
➢ 植物----通过精确、完善的信号转导系统来调节 自身，以适应环境。
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第七章 细胞信号转导
➢ 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。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。
过使下游组分发生磷酸化而启动细胞内的信号转到 途径，完成信号的跨膜转换；
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第七章 细胞信号转导
第二节 跨膜信号转换
应答调控蛋白(RR) 接收区域：天冬氨酸残基接收磷酸 基团。
信号输出区域：将信号输出给下
游的组分，常为转录因子，调 控基因表达。
商丘师范学院·植物学教研室
第七章 细胞信号转导
第二节 跨膜信号转换
二、双元系统 ➢植物细胞具有细胞核，与无核的细菌相比，信
号传递路ຫໍສະໝຸດ Baidu更加复杂。
现证明：细胞分类素和乙烯的受体就是一个双元系统。
GDP
G蛋白参与的跨膜信号转换
商丘师范学院·植物学教研室
第七章 细胞信号转导
商丘师范学院·植物学教研室
第七章 细胞信号转导
第二节 跨膜信号转换
二、双元系统
➢双元系统首先是在细菌中发现的。 感受细胞外刺激的信号输入区：
组氨酸蛋白激酶
(HK）(位于质膜） 激酶转运区：组氨酸残基磷酸化 后，将磷酸基团传递给下游的 RR。
商丘师范学院·植物学教研室
第七章 细胞信号转导
第二节 跨膜信号转换
一、G蛋白联接受体的跨膜信号转换
➢ 1、GTP结合调节蛋白（简称G蛋白）
➢ 2、G蛋白介导的跨膜信号转换: 依赖于自身的活化和非活化 状态循环来实现的，可放大信号。
激素 细胞外
受体
异源三聚体G蛋 白
腺苷酸环化酶
质膜
细胞内
GDP GT P
腺苷酸环化酶
ATP
G蛋白参与的跨膜信号转换
cAMP+ PPi
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第七章 细胞信号转导
第二节 跨膜信号转换
一、G蛋白联接受体的跨膜信号转换 ➢ 1、GTP结合调节蛋白（简称G蛋白）
➢ 2、G蛋白介导的跨膜信号转换:
激素 细胞外
受体
异三聚体G蛋白 腺苷酸环化酶
质膜
细胞内
ATP
cAMP+ PPi
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第七章 细胞信号转导
第二节 跨膜信号转换
三、受体激酶
➢ 位于细胞表面的另一类受体的具有激酶性质，称为 受体激酶。也称之为类受体蛋白激酶(RLK)。
➢ 植物中的RLK大多数属于丝氨酸/苏氨酸激酶类型， 大多由3部分组成：
➢ 胞外结构区：主要负责与信号分子的特异性结合； ➢ 跨膜螺旋区：位于两区之间，将细胞内外连接起来; ➢ 胞内蛋白激酶催化区：被激活后发挥激酶功能，通
➢ 1、GTP结合调节蛋白（简称G蛋白）： ➢ 有两种类型： ➢①异源三聚体GTP结合蛋白(通常称为G蛋白）：
由α、β和γ三种亚基组成，存在于细胞膜面向胞质 溶胶的一侧。 ➢作用：细胞分裂、气孔运动、跨膜离子运输、花 粉管生长等生理反应的信号转导。 ➢②小G蛋白或小GTPase：相似于α亚基，被结合在 质膜朝向胞质溶胶的一侧。作用：不参与跨膜信 号转换，参与细胞骨架的运动、细胞扩大、根毛 发育、细胞极性生长的信号转导。
非活化状态— α亚基上结合GDP
活化状态— α亚基上结合GTP
G蛋白参与的跨膜信号转换
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第七章 细胞信号转导
第二节 跨膜信号转换
一、G蛋白联接受体的跨膜信号转换 ➢ 1、GTP结合调节蛋白（简称G蛋白） ➢ 2、G蛋白介导的跨膜信号转换:
细胞外 质膜 细胞内
激素
受体
异三聚体G蛋白
2、功能：主要是在细胞间和细胞内传递信息并引发 相应的生理生化变化。
➢ 注意: 信号既非营养物质，又不是能源物质，也不 是细胞的结构成分。
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第七章 细胞信号转导
第一节 信号与受体结合
一、信号
3、类型
物理信号：温、光、重
按性质
力、电、水等
化学信号：激素、病源 因子等
胞外（胞间）信号：机械刺激、磁场、辐射、温
➢ 信号转导可以分为4个步骤： ➢ 1、信号分子与细胞表面受体的结合； ➢ 2、跨膜信号转换； ➢ 3、胞内信号转导； ➢ 4、导致生理生化变化。
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第七章 细胞信号转导
植物细胞信号转导的模式图
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第七章 细胞信号转导
第一节 信号与受体结合
一、信号
1、概念：是信息的物质体现形式和物理过程。简单 的说刺激就是信号。如:机械刺激、温度、光照、气 体、重力、水分、伤害、触摸、伤害、生长调节剂、 多肽、糖、膨压等等
• 跨膜信号转换类型：主要有G蛋白连接受体、双 元组分系统和受体激酶介导的跨膜信号转换。
• 在动物细胞中，G蛋白连接受体主在跨膜信号转 换中起重要作用，但在植物细胞中要有双元组 分系统和受体激酶介导的跨膜信号转换则更为 普遍。
商丘师范学院·植物学教研室
第七章 细胞信号转导
第二节 跨膜信号转换
一、G蛋白联接受体的跨膜信号转换