河北农业大学：《植物生理学》课程教学课件（PPT讲稿）第七章 植物体内的细胞信号转导

第七章 植物体内的细胞信号转导

第七章 植物体内的细胞信号转导

⚫ 生长发育是基因在一定时间、空间上顺 序表达的过程，而基因的表达则受周围环境 的调控。 ⚫ 动物通过神经和内分泌系统调节自身、 适应环境，而植物没有这两个系统，它是通 过精确完善的信号转导系统来调节自身、适 应环境。 ⚫ 什么是信号转导系统呢？

⚫ 生长发育是基因在一定时间、空间上顺 序表达的过程，而基因的表达则受周围环境 的调控。 ⚫ 动物通过神经和内分泌系统调节自身、 适应环境，而植物没有这两个系统，它是通 过精确完善的信号转导系统来调节自身、适 应环境。 ⚫ 什么是信号转导系统呢？

⚫ 植物信号转导： ⚫ 主要研究植物感受、传导环境刺激的分子途径及 其在植物发育过程中调控基因的表达和生理生化反应。 信号转导包括： ⚫ 信号 受体 信号转导网络 反应 ⚫ 模式图如下： ⚫ 外界环境刺激 胞间信号 受体 G蛋白 效应器 第 二信使 靶酶 蛋白质可逆磷酸化 细胞反应

⚫ 植物信号转导： ⚫ 主要研究植物感受、传导环境刺激的分子途径及 其在植物发育过程中调控基因的表达和生理生化反应。 信号转导包括： ⚫ 信号 受体 信号转导网络 反应 ⚫ 模式图如下： ⚫ 外界环境刺激 胞间信号 受体 G蛋白 效应器 第 二信使 靶酶 蛋白质可逆磷酸化 细胞反应

细胞外 细胞膜/ 细胞质 cAMP PKA PKCa2+ 外界环境刺激 胞间信号 受 G Ca2+ 酶蛋白 Ca2+调节蛋白 细 应 PKCa2+.CaM 磷酸化 (CaM等) 修饰 反应 CaM结合蛋白 IP: 酪氨酸 蛋白激 DAG PKC 初级 膜上信号 信使 转换系统 信使 图7-1细胞信号转导的主要分子途径 IP3:三磷酸肌醇；DAG:二酯酰甘油；PKA:依赖cAMP的蛋白激酶；PKCa2+:依赖Ca2+的蛋白激酶；PKC:依赖Ca2+与磷 酯的蛋白激酶；PKCa2+·CaM:依赖Ca2+·CaM的蛋白激酶

信号转导一般分那几个步骤？ ⑴ 胞间信号传递 化学信号或物理信号在细胞间 的传递 ⑵ 膜上信号转换 把胞间信号转换成胞内信号的 过程 ⑶ 胞内信号转导 将胞内信号转导为具有调节生 理生化功能的调节因子的过程 ⑷ 蛋白质可逆磷 对靶酶进行磷酸化或去磷酸化 酸化 的反应，使靶酶执行生理能

信号转导一般分那几个步骤？ ⑴ 胞间信号传递 化学信号或物理信号在细胞间 的传递 ⑵ 膜上信号转换 把胞间信号转换成胞内信号的 过程 ⑶ 胞内信号转导 将胞内信号转导为具有调节生 理生化功能的调节因子的过程 ⑷ 蛋白质可逆磷 对靶酶进行磷酸化或去磷酸化 酸化 的反应，使靶酶执行生理能

第一节 环境刺激和胞外信号 ⚫ 一、信号 ⚫ ⒈ 定义 ⚫ 把环境条件的变化或来自环境的刺激统称为信号 。 ⚫ 简单的说，刺激就是信号。 ⚫ 植物通过接受环境刺激信号（如机械刺激、温度、 光照、触摸、病原因子、水分等及体内其它细胞传来的 信号）而获得外界环境的信息

第一节 环境刺激和胞外信号 ⚫ 一、信号 ⚫ ⒈ 定义 ⚫ 把环境条件的变化或来自环境的刺激统称为信号 。 ⚫ 简单的说，刺激就是信号。 ⚫ 植物通过接受环境刺激信号（如机械刺激、温度、 光照、触摸、病原因子、水分等及体内其它细胞传来的 信号）而获得外界环境的信息

⚫ 二、胞间信号 ⚫ ⚫ ⒈ 物理信号 ⚫ 是植物受到外界刺激时可产生电波，通过维管 束、共质体和质外体快速传递信息。 ⚫ 细胞动作电位的产生与质膜上的离子流动有关。 化学信号（激素，寡聚糖等） 胞间信号包括 物理信号（电信号）

⚫ 二、胞间信号 ⚫ ⚫ ⒈ 物理信号 ⚫ 是植物受到外界刺激时可产生电波，通过维管 束、共质体和质外体快速传递信息。 ⚫ 细胞动作电位的产生与质膜上的离子流动有关。 化学信号（激素，寡聚糖等） 胞间信号包括 物理信号（电信号）

⚫ 2. 化学信号 ⚫ 激素，寡聚糖等化学物质。 ⚫ 如土壤干旱时，植物根尖合成脱落酸（ABA） 通过导管向上运到叶片保卫细胞，引起保卫细胞 的胞质Ca2+等一系列信号转导，产生生理、生化 反应，最后使气孔关闭。 土壤干旱(胞外刺激) ABA ABA受体 Ca2+等信号 分子 初级信使 第二信使 胞间化 学信号 膜上信 号转换

⚫ 2. 化学信号 ⚫ 激素，寡聚糖等化学物质。 ⚫ 如土壤干旱时，植物根尖合成脱落酸（ABA） 通过导管向上运到叶片保卫细胞，引起保卫细胞 的胞质Ca2+等一系列信号转导，产生生理、生化 反应，最后使气孔关闭。 土壤干旱(胞外刺激) ABA ABA受体 Ca2+等信号 分子 初级信使 第二信使 胞间化 学信号 膜上信 号转换

细胞外细胞膜/ 细胞质 cAMP PKA PKCa2+ 外界环境刺激 胞间信号 G 酶蛋白 Ca2+ Ca2+调节蛋白 PKCa2+.CaM。 磷酸化 器 (CaM等) 修饰 胞反应 CaM结合蛋白 IP: 酪氨酸 DAG 蛋白激 PKC 初级 膜上信号 信使 转换系统 信使 图7-1细胞信号转导的主要分子途径 IP3:三磷酸肌醇；DAG:二酯酰甘油；PKA:依赖cAMP的蛋白激酶；PKCa2+:依赖Ca2+的蛋白激酶；PKC:依赖Ca2+与磷 酯的蛋白激酶；PKCa2+·CaM:依赖Ca2+,CaM的蛋白激酶

第二节 受体和跨膜信号转换 ⚫ 一、细胞受体 ⚫ 受体：位于细胞的质膜或细胞内，能感受到胞外信 ⚫ 号的蛋白质分子。 ⚫ 配体：能与受体发生特异性结合的物质。 ⚫ 1. 受体特点：组成型表达。 ⚫ 2. 受体与配体结合特点 ⚫ ⑴ 特异性 ⚫ ⑵ 高亲和力 ⚫ ⑶ 可逆性

第二节 受体和跨膜信号转换 ⚫ 一、细胞受体 ⚫ 受体：位于细胞的质膜或细胞内，能感受到胞外信 ⚫ 号的蛋白质分子。 ⚫ 配体：能与受体发生特异性结合的物质。 ⚫ 1. 受体特点：组成型表达。 ⚫ 2. 受体与配体结合特点 ⚫ ⑴ 特异性 ⚫ ⑵ 高亲和力 ⚫ ⑶ 可逆性