钙调蛋白

钙调蛋白与植物细胞信号传导
梁程200711311110
Abstract: Calmodulin is an important cellular second messenger system components, the Ca signal transduction system plays a key role in physiological regulation of metabolism and gene expression, control cells in normal growth and development. Calmodulin as a second messenger in plant signal transduction has been the role of plant physiology, cell biology and developmental biology research focus. Ca / CaM is the most conservative course of organic evolution of signal transduction cascade system, this signal is widely present in eukaryotic cells, and in a variety of cell activities such as stress response and cell proliferation play important roles. This Ca / CaM signal system of the existence of universal and conservative. The research on calmodulin can enable us to make better use of its capabilities to serve mankind. 摘要：钙调蛋白是细胞第二信使系统的重要成分，在Ca信号系统传导中起着关键的作用，调控生理代谢及基因表达，控制细胞正常的生长和发育。

钙调蛋白作为第二信使在植物信号转导中的作用一直是植物生理、细胞生物学和发育生物学研究的热点。

Ca／CaM是有机体进化过程中最保守的信号转导级联反应系统，这一信号途径广泛存在于真核细胞中，并在各种细胞活动如胁迫反应和细胞增殖中起调节作用。

这种Ca／CaM信号系统存在的普遍性和保守性.对钙调蛋白的研究可以使我们可以更好地利用其功能为人类服务。

关键词钙调蛋白
本文主要针对钙调蛋白对植物细胞的信息传导的作用以及机制进行大概的总结，由于cam在植物的重要调节作用，对其进行深入了解对于农业的发展或者环境的问题都有重大意义。

直到现在人们以对cam有了较为深入的研究，并且已可以应用到实际中，为生产创造巨大的收益，撰写此文以便读者可对cam有一个基本了解并可明确其研究方向，以便在日后的学习过程中有所裨益。

是钙调蛋白(简称CaM)是由14个氨基酸组成的单链蛋白质，分子质量约17KD，能够束缚钙，即Ca一CaM。

CaM富含天冬氨酸和谷氨酸等酸性氨基酸，但不含胱氨酸和脯氨酸，因而在空间构型上具有很大的灵活性和化学上的稳定性。

根据现有的资料，CaM具有以下功能：
1多种酶类的效应剂
1.1激活NAD激酶主要存在于叶绿体和细胞质，能使NAD转变成NADP。

CaM是该酶的激活剂，提高其活性。

在叶绿体中，NADP用于光合电子传递过程中形成NADPH+H.在细胞质中,参与呼吸作用和脂肪代谢。

I.2在大麦微体和燕麦原生质体中均已分离出Ca-ATP酶。

由于CaM的作用，Ca 一ATP酶活性提高，将ca泵出细胞质,进入液泡，或者进入细胞壁(用于果胶酸钙的形成)，从而维持细胞质中较低浓度的钙。

1.3激活蛋白激酶Salimath从Zuchlni下胚轴分离出一种多肽，在内质网线垃体中能够发生磷酸化作用。

业已发现，在CaM的作用下激活蛋白激酶，促使该种蛋白质磷酸化，有利于物质的转运。

2.1参与根的向地性运动.植物激索在调节愈伤组织的形成，以及在核酸和氨基酸代谢中所起的重要作用，是通过Ca--CAM系统调节的。

事实上，IAA对细胞壁的酸化和细胞的伸长作用是通过Ca--CAM的介导作用，
2.3参与光敏素反应中的作用.近年来发现,光敏素对细胞中酶的活性和生长发育的影响，都是通过Ca和依赖ca的CaM实现的。

钙调蛋白对植物胞外信号传递研究最新成果，利用CaM交联QD系统对植物细胞表面CaM结合位点进行单分子水平检测，发现QD—CaM能选择性的结合在质膜外空间，并且通过高分辨率透射电子显微镜进一步定位，证实了胞外CaM结合位点确实存在于植物细胞膜表面，但在植物细胞壁上却没有CaM结合位点，此研究还为钠米技术在植物细胞研究的应用上提供了有力的证据。

在环胁迫下，钙和钙调蛋白参与胁迫信号的感受、传、响应与表达，并在各种逆境信号转导中起核心作。

已有研究表明，Na和Ca在植物生长、光明冷型小麦对Ca和CaM活性的敏感性大于暖型和中间型小麦，在盐胁迫环境中缺钙或钙调素活性不足对冷型小麦造成的危害大于暖型小麦；而高盐胁迫下，各基因型的Na含量大幅度上升，而各种制剂或螯合剂对其影响减小，说明高盐条件下Ca及CaM活性对盐胁迫的生理调节作用大大降低。

将得自于菠菜的CaM的蛋白序列和eDNA序列与麦、苜蓿、马铃薯和拟南芥菜的序列相比较，发现其氨基酸序列同源性很高(对于小麦、苜蓿、拟南芥菜为97％～99％，对于马铃薯为92％)，表明单子叶植物和双子叶植物的CaM有高度的保守性。

钙调蛋白是细胞第二信使系统的重要成分，在Ca信号系统传导中起着关键的作用，它通过和Ca的结合而激活一系列的靶酶和非酶蛋白质，从而调控生理代谢及基因表达，控制细胞正常的生长和发育。

在生命活动中非常重要的蛋白质，其突变体是致死的，因此它在结构和功能上也是非常保守的。

对细胞分泌和渗透调节、光合作用、孢子萌发、种子萌发、花粉萌发量研究表明其参与了酶活性调节、细胞分裂与分化、细胞骨架与细胞运、激素反应、核内酶系统及基因表达等众多生赤潮生物种群的增长是细胞分裂增殖的结果，细胞的分裂和增殖则受控于细胞周期的调节。

1何承林，赖钟雄，官德义等。

辣椒钙调蛋白eDNA克隆。

农业生物技术学报，2000。

8(2)：151～l54
2刘芝华，吴湘钰等。

水稻钙调蛋白基因克隆及结构分析。

作物学报，1994，24(1)：28——33。

3王朝晖，孙大业。

植物钙调蛋白研究进展。

植物学通报，1997，14(1)：l～7 4熊玲媛，林涛，周涵韬。

红树植物拟海桑钙调蛋白基因的克隆及分析。

第2l卷第2期2002年5月
5刘静雯，焦念志，蔡慧农。

海洋浮游植物的细胞周期与细胞信号转导。

自然科学进展，2006，16(4)：385-392。

6郭彩华等。

东海原甲藻钙调蛋白的分离纯化及鉴定。

集美大学学报(自然科学版）。

第14卷第1期2009年1月
7熊玲媛，徐金森，陈睦传。

甜菊钙调蛋白基因的克隆及结构分析。

厦门大学学报(自然科学版)。

第41卷第4期2002年7月
8姚瑾，曹晓风，刘芝华等。

豌豆钙词蛋白基因克隆及7种来源钙调蛋白基因的结构分析。

植物学报，1994 36(2)：8l～86
9 龚洁敏等。

香蕉钙调蛋白基因的克隆及序列分析。

第l5卷第1期，热带作物学报，1994 5——8月
10李英，曹宗巽。

植物体内的钙信使系境。

植物学报。

1990 7(8) II9D29
11白若华，何加强。

钙调蛋白的分子生物学。

青海医学院学报，1990年第2期(总第二十六期)
12王启明、诌凤志、白宝璋。

钙调蛋白的功能。

第18卷第6期，农业与技术，
1998年12月
13张成，王颉之。

丹参钙调蛋白cDNA的克隆及其反义表达载体的构建。

分子植物育种，2006年，第4卷，第3期，第339—344页
14李青松，王林权，周春菊。

钙离子及钙调蛋白对不同温度型冬小麦盐分吸收与累积的影响。

西北植物学报，2009，29(5)：0975—0982
15程运江，伊华林，庞晓明，郭文武，邓秀新。

几种木本果树DNA的有效提取。

华中农业大学学报，2001，20(5)：481～483
16 孙太业。

植物生理学通讯。

13——19，1984
17何承林，赖钟雄，官德义等。

辣椒钙调蛋白eDNA克隆。

农业生物技术学报，2000 8 (2)：151～l54
18赵美眯，郝丽英。

钙调蛋白激酶在L型钙通道“rundown”现象发生及恢复过程中的作用。

中国药理通讯，2009年第二十六卷第二期
19罗德生。

钙调蛋白与cAMP代谢。

临床荟萃，1966年第11卷9期
20徐天乐等。

细胞生物学杂志，1993。