细胞信号转导课件

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一、第二信使
第二信使：细胞内传递和放大细胞外的刺激信号，最终引起
细胞中生化反应的化学物质，如 Ca2+、IP3、、DAG等。
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钙信号系统(Ca2＋/CAM)
1.钙离子（Ca2＋） 静息态的植物：
Ca2＋浓度较低
细胞质中
Ca2＋ 浓度 较高
细胞壁（胞外钙库） 内质网 线粒体 （胞内钙库） 液泡中
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细胞受刺激后，钙库的钙通道打开，细 胞质中Ca2＋浓度明显升高。
细胞质中Ca2＋的主要功能是：与钙结 合蛋白结合，如钙调素（CaM）、钙依赖 型蛋白激酶等。
化学信号
正化学信号（ABA） 负化学信号（CTK)
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受体（receptor）：指能特异识别并结合信 号，在细胞内放大和传递信号的物质。
受体存在于细胞膜、细胞内部或细胞器膜及 内部。
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未知发育信号 温度
病原体(真菌、
生长调节剂
细菌、病毒)
激素 膨压
电信号 多肽
壁断片 壁的机械压力 矿质
伤害
糖、氨基酸
转播
光
放大 发散到多个目标
改变离 调节代 基因表 细胞骨 子流 谢途径 达调节 架改变
改变细胞生长和代谢
18.2 各种内部信号影响植物细胞的代谢、生长和发育
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定义： 植物细胞信号传导 （signal transdution）： 细胞耦联各种刺激信号（内部或外源）与其引
起的特定的细胞生理效应之间的一系列反应机制。
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双元系 统 受体激 酶
植物细胞信号转导的模式
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外
植
光合作用的光
育
光形态建成的光
温度
风
病原体
土壤微生物 有毒物质
重力
光周期 湿度 草食动物
乙烯
寄生虫 土壤质地 水分状况 矿质营养
植物的生长 发育是在环境因 子的影响下基因 正确进行时空表 达的过程。
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动物细胞中， G蛋白是连接受体发生跨膜信号 转换的重要物质之一。
植物细胞中，双元系统和受体激酶介导的跨膜 信号转换更为普遍。
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一、双元系统
图7-3 双元系统受体介导的跨膜信号转换示意图 ：A.细菌 B. 植物
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二. 受体激酶（receptorlike protein kinase)：
受体本身具有激酶的 性质。由胞外结构区、跨 膜螺旋区和胞内蛋白激酶 催化区。当细胞外区域与 信号分子结合时，可激活 酶，将下游组分（靶蛋白） 磷酸化而传递信号。
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从而调节细胞内的钙稳态（calcium homeostasis）
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植物细胞钙离子运输系统
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2. 钙调素（calmodulin，CaM） 一种耐热的球蛋白（也称钙调蛋白），以两种方
从信号刺激到生理生化变化包括： 信号与细胞表面受体（receptor）结合 跨膜信号转换 细胞内的信号传递、放大 与整合 引起生理生化变化
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第一节 信号与受体结合
第一节 信号与受体结合
胞间 信号
物理信号
电波信号 光、水力学信号
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植物细胞 Ca2＋ 运输系统：钙通道与钙泵、Ca2＋/H＋反 向运输体。
在质膜和胞内钙库膜上：钙通道与钙泵、Ca2＋/H＋反向 运输体的运输方向相反。
钙泵和Ca2＋/H＋反向运输体将细胞质的Ca2＋泵入钙库； 钙通道使Ca2＋流出钙库。
类表皮生长因子受体激酶，这类RLKs的胞外结构域具 有类似动物细胞表皮生长因子的结构。
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第三节 细胞内信号转导形成网络
胞外信号＋受体 → 跨膜转换 → 胞内信号通过信号分子 或第二信使传递和放大 → 引起细胞内的生理生化反应。 在植物生长发育的某一阶段，常是多种刺激同时作用。复杂而 多样的信号系统之间存在着相互作用，在细胞内形成信号转导网 络。
式起作用：
（1）直接与酶结合，使酶活化； （2）与Ca2＋结合，形成Ca2＋·CaM复合物，然后再 与酶结合使酶活化：（Can2＋·CaM）m·E*。
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植物中的受体激酶（RLKs）属于丝氨酸/苏氨酸激酶类 型。根据胞外结构区的不同，将RLKs分为三类:
S受体激酶，这类RLKs在胞外具有一段被称为S-结构 域的结构域，与调节油菜自交不亲和的S-糖蛋白的氨基酸 序列同源。
富含亮氨酸受体激酶，这类RLKs的胞外结构域中有重 复出现的亮氨酸。最近发现，油菜素内酯的受体就属于这 种RLKs。
细胞受体的
至今发现的细胞受体
化学本质
绝大多数是蛋白质。
细胞受体 的特点
特异性 高亲和性 可逆性等
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第二节 跨膜信号转换
跨膜信号转换（transmenbrane transduction）：信号与细胞表面的受体结合之后， 通过受体将信号转导入细胞内的过程。