植物生理专题-2015-细胞信号转导-刘西平PPT课件.ppt

遗传信息和环境因素共同决定植物的代谢、生长和发育过程第一节细胞信号转导概述1.细胞信号转导研究历史2.植物细胞信号转导的特点一些常见的植物信号转导反应3.植物细胞信号转导的研究意义4.植物细胞信号转导的研究内容第二节.植物细胞信号转导基本概念无论是胞外信号还是胞间信号，均含有一定的信息2.第二或次级信使---胞内信使3.受体：细胞表面或亚细胞膜组分中的一种分子受体存在的位置第三节、植物细胞信号转导过程包括：刺激与感受、信号转导、细胞反应1.植物激素受体：包括五大类激素、油菜素内酯等；
2.光信号受体：a.对红光和远红光敏感的光敏色素；
b.对蓝光敏感的蓝光受体；
c.对紫外光敏感的紫外光受体；
3.感病诱导因子受体植物细胞中已经发现的类似于动物细胞的三种受体二、信号转导过程(一).信号的跨膜转换1.离子通道连接受体：除了具备转运离子的功能外,还能与配体特异的识别和结合,具备受体的功能。
当这类受体与配体结合后,可以引起跨膜的离子流动,把胞外的信息转换为细胞内某种离子浓度的改变的信息。2.酶连受体：可直接跨膜转导。除了具有受体的功能外，本身是一种酶蛋白。
当细胞外的受体区域和配体结合后，激活具有酶活性的胞内结构区域，引起酶活性的改变，从而引起细胞内侧的反应,将信号传递到胞内。3.G蛋白偶联受体(GPCR)跨膜转换信号---信号跨膜转换的主要方式G-蛋白：GTP结合调节蛋白。可与三磷酸鸟苷(GTP)结合，并具有GTP水解酶的活性。ExtracellularG蛋白参与的
跨膜信号转换

胞外信号被细胞表面
受体识别后，通过膜
上的G蛋白转换到膜
内侧的效应酶上,再
通过效应酶产生多种
第二信使,从而把胞
外信号转换到胞内。植物G蛋白及其偶联受体(二).胞内信使系统常见的第二信使结构1.钙信使系统:如何衡量钙不是起营养元素的作用,而是起第二信使的作用?（2）细胞游离Ca2+的分布与转移Ca2+信号的产生和终止表现为细胞质中游离Ca2+浓度的升高和降低高等植物细胞钙离子转运的多条途径CDPK-α结构示意图第三节、植物细胞信号转导过程(4)钙信使作用的分子基础a.钙信使作用的分子基础Ca2+·CaM复合体的形成与靶酶的激活当某种刺激到达细胞时细胞质Ca2+降低到与CaM结合阈值以下b.不同刺激信号的特异性及钙信号对靶酶的调节Ca2+信号如何能对不同的胞外刺激起反应、最终导致对某种刺激的特定生理效应？不同刺激信号的特异性及钙信号对靶酶的调节2.肌醇磷脂信使系统磷脂酰肌醇代谢循环过程感受外界刺激(胞外信号)IP3／Ca2+信使途径：DAG／PKC信使途径蛋白激酶C(PKC):活性依赖于Ca2+和磷脂，催化蛋白质的磷酸化植物细胞肌醇磷脂信使系统模式图植物细胞肌醇磷脂信使系统模式图植物细胞中钙信使与肌醇磷脂信号系统的共辖性质3.环核苷酸信号系统胞外刺激信号作用于动物细胞质膜上的受体环腺苷酸（cAMP）信号系统传递模型植物中的环核苷酸信号系统植物中的环核苷酸信号系统（三）蛋白质的磷酸化和去磷酸化蛋白质的磷酸化和去磷酸化1.植物中的蛋白激酶CDPK-α结构示意图(2)依赖Ca2+/CaM的蛋白激酶和有丝分裂原蛋白激酶（MAPKs）(3)类受体蛋白激酶植物中已分离出一系列类受体蛋白激酶及其基因2.植物中的蛋白磷酸(酯)酶与蛋白激酶的作用相反，主要功能是使磷酸化的蛋白质去磷酸化。植物中的蛋白磷酸（酯）酶植物细胞中鉴定出的蛋白磷酸酯酶（四）信号转导网络和信号的级联放大三、细胞反应---细胞信号转导的最后一步细胞信号转导机制的复杂多样性植物细胞信号转导轮廓植物对干旱信号的感知小结植物细胞的信号转导过程可以概括为：刺激与感受---信号转导---细胞反应三个环节。植物的胞内信使系统主要是钙信使系统和肌醇磷脂信使系统。尽管有研究表明环核苷酸系统参与了植物气孔运动的细胞信号转导过程，但DAG／PKC途径是否在植物细胞中存在尚待进一步的证实。细胞反应是细胞信号转导的最后一步，依据感受刺激产生相应生理反应的时间，植物的生理反应可简单分为长期生理效应和短期生理效应。细胞内的各个信号转导途径之间具有相互交叉，形成了细胞内的信号转导网络。复习思考题环境信号转导过程中需要许多代谢过程的激活和协作---复杂性Lefkowitz获2012年诺贝尔奖的争议1.细胞信号转导研究历史