07细胞信号转导.ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,按一下以編輯母片標題樣式,按一下以編輯母片本文樣式,第二層,第三層,第四層,第五層,*,第七章,细胞信号转导,学习目标,1.,掌握植物细胞信号转导、细胞受体、第二信使、钙调素等基本概念；,2.,掌握植物细胞内第二信使的类型；,3.,了解钙调素的作用方式。,细胞偶联各种（内部或外源）,刺激信号,与其引起的特定的细胞,生理效应,之间的一系列分子反应机制。,P.15,9,细胞,信号转导,：,信号与细胞表面受体结合,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,从环境刺激到生理生化变化包括：,也有一些信号可进入细胞，与,细胞内部的受体,结合进一步调节基因转录等过程。,（一）信号,胞间,信号,温度,湿度,气体,光,电,重力,病原微生物,污染,其他化学物质,（激素等）,胞内,信号,激素,营养物质等,物理信号,化学信号（配体）,P.1,60-161,（二）受体,受体,：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。,如,光受体和激素受体。,受体存在于,细胞膜,或,亚,细胞组分（细胞核、液泡膜）,。,P.1,61,P.161,细胞表面受体的类型,离子通道偶联受体,G,蛋白连接受体,酶关联受体,G,蛋白的活化发生在,信号,物质与,受体,结合后，失活发生在其完成任务后。,活化过程：,（,p161,）,G,蛋白构象变化（,GTP,）,而活化,信号物质,+,受体,受体构象变化,+G,蛋白（,GDP-,）,受体,-G,蛋白（,GDP-,）复合体,失活过程：,G,蛋白的,GTP,水解为,GDP,而失活（,GTP,GDP-,）,活化的,G,蛋白（,GTP,）,+,腺苷酸环化酶,激活腺苷酸环化酶,ATPcAMP+PPi,G,蛋白参与的跨膜信号转换,一个信号结合的受体可,激活多个,G,蛋白,；,每个,G,蛋白激活一个腺苷酸环化酶,(AC),；,每个腺苷酸环化酶又可催化形成大量的,cAMP,。这样使信号放大很多倍。,cAMP,作为第二信使进一步通过以后的信号转导途径传递和放大信号。,G,蛋白的效应器：,腺苷酸环化酶,(AC),磷脂酶（,PLC,）,Ca,2+,通道,把胞外的,信息传递,到,胞内,特定部位和特定代谢系统，产生特定的细胞效应,的分子或离子，称,为第二信使。如,cAMP,、,IP,3,、DAG、,Ca,2+,、,cGMP,等,。,胞外信号受体跨膜转换第二信使传递和放大引起细胞内的生理生化反应。,（四）第二信使,OH,OH,P,O,OH,OH,P,O,O,OH,OPO,3,2,OPO,3,2,PO,3,2,O,OPO,3,2-,OH,OH,6,2,3,4,5,1,H,H,H,H,H,OH,O,OH,H,O,CH,2,H,H,N,N,NH,2,N,N,OH,P,O,O,CH,3,（,CH,2,）,n,C,O,O,CH,3,（,CH,2,）,n,C,O,O,CH,2,CH,CH,2,OH,环腺苷一磷酸（cAMP）,二酯酰甘油（DAG）,三磷酸肌醇（IP,3,）,1.Ca,2,Ca,2,浓度较低,细胞壁（胞外钙库）,内质网,线粒体（胞内钙库）,液泡,细胞质,静息态的植物,Ca,2,浓度较高,植物细胞,Ca,2+,运输系统,Ca,2+,Ca,2+,Ca,2+,H,+,Ca,2+,Ca,2+,Ca,2+,H,+,质膜,胞内钙库,ATP,ADP+Pi,ATP,ADP+Pi,Ca,2+,通道,Ca,2+,泵,Ca,2+,/H,+,逆转运体,胞外钙库,细胞质,Ca,2,信号产生后,通过下游钙结合蛋白继续产生不同的生理效应,如,钙调素,（,CaM,）、,钙依赖型蛋白激酶,(CDPK)等。,钙调素（,CaM,）,一种耐热的球蛋白（也称,钙调蛋白,），以两种方式起作用：,（,1,）,直接与靶酶结合，使靶酶活化；,（,2,）,与,Ca,2,结合，形成,Ca,2,CaM,复合物，然后再与靶酶结合使靶酶活化,。,Ca,2,-ATP,酶,NAD,激酶,多种蛋白激酶等,Ca,2,CaM,复合物可调控的酶（即靶酶）有：,Ca,2+,信号,细胞分裂,生长发育,光合作用,抗性生理,IP,3,和,DAG,是在环境信号（如光、激素等）刺激下，由,质膜内侧PIP,2,（磷脂酰肌醇,4,，,5,二磷酸）,水解,而来的。,2,.,IP,3,DAG,IP,3,是水溶性的，,IP,3,促使,液泡,Ca,2,库释放Ca,2,增加细胞质Ca,2,的信号转导，,称为,IP,3,/Ca,2,信号传递途径。,DAG,是脂溶性的，停留在膜上，活化,蛋白激酶,C,（,PKC,），从而对下游物质进行磷酸化，该过程称为,DAG/PKC,信号传递途径。,P,P,PIP,2,信,号,G,蛋白,DAG,受体,Ca,2+,Ca,2+,PKC,PLC,CaM,细胞反应,En,ATP,P,Ca,2+,CaM,刺激,ADP,En-,P,靶酶,IP,3,/Ca,2,和,DAG/PKC,双信号系统,受 体,液泡,质膜,细胞质,P,P,P,IP,3,如cGMP、H,+,、H,2,O,2,、Mg,2+,等。,3,.,其他信使,（五）蛋白质可逆磷酸化,P.164,nATP,nADP,蛋白质蛋白质,-nPi,nPi,H,2,O,蛋白激酶,蛋白磷酸酶,蛋白质可逆磷酸化是指,蛋白质的磷酸化与去磷酸化作用。,CDPK,的结构示意图,P.165,蛋白质的磷酸化与脱磷,酸化作用在细胞信号转导中有级联反应的作用。参与许多生化反应的调节，如离子的吸收、氮素的同化、细胞分裂、生长发育、光合作用、基因表达、抗病等过程。,胞间信号传递,环境刺激,胞间信号,受体,G,蛋白,效应器,第一信使,第二信使,膜上信号转换系统,Ca,2+,CaM,信号传导的分子途径,蛋白质可逆磷酸化,膜上信号转换,胞内信号转导,细胞内,细胞膜,细胞外,DAG,IP3,Ca,2+,cAMP,PKA,PKCa,PKC,PK Ca,2+,CaM,酶蛋白磷酸化修饰,细胞反应,CaM,结合蛋白,环境刺激,胞间信号,受体,G,蛋白,效应器,