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1、植植 物物 体体 内内 的的信信 号号 传传 导导（signal transduction）信号传导信号传导信号传导信号传导：细胞内外细胞内外的信号，通过细胞的的信号，通过细胞的转导系统转换，引起转导系统转换，引起细胞生理反应的过程。细胞生理反应的过程。信号分子信号分子信号分子信号分子信号传导的分子途径信号传导的分子途径信号传导的分子途径信号传导的分子途径: : 植物体内的信号传导植物体内的信号传导胞间信号胞间信号胞内信号胞内信号胞间信号传递胞间信号传递膜上信号转换膜上信号转换胞内信号转导胞内信号转导蛋白质可逆磷酸化蛋白质可逆磷酸化化学信号化学信号( (shemicalshemical sig
2、nal) signal): : 细胞感受刺激后合成并传递到作用细胞感受刺激后合成并传递到作用部位引起生理反应的化学物质。部位引起生理反应的化学物质。物理信号物理信号( (physiclphysicl signal): signal): 细胞感受到刺激后产生的能够传递细胞感受到刺激后产生的能够传递信息作用的电信号和水力信号。信息作用的电信号和水力信号。胞胞 间间 信信 号号 初级信号（第一信使）初级信号（第一信使）胞间信号的传递胞间信号的传递易挥发性化学信号在体内气相的传递易挥发性化学信号在体内气相的传递化学信号的韧皮部传递化学信号的韧皮部传递化学信号的木质部传递化学信号的木质部传递电信号的传递
3、电信号的传递水力学信号的传递水力学信号的传递膜膜 上上 信信 号号 的的 转转 换换 受体与信号的感受受体与信号的感受: 在效应器官细胞质膜在效应器官细胞质膜上能与信号物质特异性结合，并引发产上能与信号物质特异性结合，并引发产生胞内次级信号的特殊成分。生胞内次级信号的特殊成分。G蛋白蛋白(G protein): 又称信号转换蛋白或又称信号转换蛋白或偶联蛋白。全称为偶联蛋白。全称为GTPGTP结合调节蛋白结合调节蛋白（GTP binding regulatory proteinGTP binding regulatory protein）, ,此类蛋白由于其生理活性有赖于三磷酸此类蛋白由于其生理
4、活性有赖于三磷酸鸟苷（鸟苷（GTPGTP）的结合以及具有的结合以及具有GTPGTP水解的水解的活性而得名活性而得名. . GG蛋白的信号偶联功能是靠蛋白的信号偶联功能是靠蛋白的信号偶联功能是靠蛋白的信号偶联功能是靠GTPGTP的结合或水解的结合或水解的结合或水解的结合或水解所产生的变构作用来完成的。当所产生的变构作用来完成的。当所产生的变构作用来完成的。当所产生的变构作用来完成的。当GG蛋白与受体结合而蛋白与受体结合而蛋白与受体结合而蛋白与受体结合而被激活时，它就同时结合上被激活时，它就同时结合上被激活时，它就同时结合上被激活时，它就同时结合上GTPGTP，继而触发效应器，继而触发效应器，继而
5、触发效应器，继而触发效应器，把胞间信号转换成胞内信号；而当把胞间信号转换成胞内信号；而当把胞间信号转换成胞内信号；而当把胞间信号转换成胞内信号；而当GTPGTP水解为水解为水解为水解为GDPGDP后，后，后，后，GG蛋白就回到原初构象，失去转换信号的功能。蛋白就回到原初构象，失去转换信号的功能。蛋白就回到原初构象，失去转换信号的功能。蛋白就回到原初构象，失去转换信号的功能。 G G蛋白一般分为两大类蛋白一般分为两大类： 异源三体异源三体异源三体异源三体G G G G蛋白蛋白蛋白蛋白：三种亚基（：三种亚基（：三种亚基（：三种亚基（ 、 、 ）构成）构成）构成）构成 小小小小 G G 蛋蛋蛋蛋 白
6、白白白：一个亚基的单体：一个亚基的单体：一个亚基的单体：一个亚基的单体 G G蛋白的发现：吉尔曼（蛋白的发现：吉尔曼（蛋白的发现：吉尔曼（蛋白的发现：吉尔曼（GilmanGilman）、）、）、）、罗德贝尔罗德贝尔罗德贝尔罗德贝尔( (RodbellRodbell) ) 获诺贝获诺贝获诺贝获诺贝 尔医学生理奖（尔医学生理奖（尔医学生理奖（尔医学生理奖（19941994）胞内信号的转导胞内信号的转导钙信号系统：钙信号系统：CaCa+ + CaMCaM（受体）受体）受体）受体） 转导信号转导信号转导信号转导信号肌醇磷脂信号系统肌醇磷脂信号系统: 以肌醇磷脂代谢为基础以肌醇磷脂代谢为基础以肌醇磷脂代
7、谢为基础以肌醇磷脂代谢为基础环核苷酸信号系统环核苷酸信号系统: cAMP胞胞 内内 信信 号号 钙信号系统钙信号系统: : CaCa+ + CaMCaM（受体）受体） 肌醇磷脂肌醇磷脂( (磷脂酰肌醇，磷脂酰肌醇，phosphatidylinositolphosphatidylinositol,PI),PI)信号信号系统系统: :双信号系统双信号系统环核苷酸（环核苷酸（cyclic AMP,cyclic AMP,cAMPcAMP）信号系统：信号系统：次级信号（第二信使次级信号（第二信使 second messemger）：）：由胞外刺激信号激活或抑制的、具有生理调节活性的细胞因子。由胞外刺激信
8、号激活或抑制的、具有生理调节活性的细胞因子。由胞外刺激信号激活或抑制的、具有生理调节活性的细胞因子。由胞外刺激信号激活或抑制的、具有生理调节活性的细胞因子。蛋白质的磷酸化和去磷酸化蛋白质的磷酸化和去磷酸化 蛋白激酶蛋白激酶：是一类催化蛋白质产生磷酸是一类催化蛋白质产生磷酸化反应的酶，可对其底物蛋白质特定的化反应的酶，可对其底物蛋白质特定的氨基酸残基进行磷酸化修饰，从而引起氨基酸残基进行磷酸化修饰，从而引起相应的生理反应，以完成信号转导过程相应的生理反应，以完成信号转导过程。蛋白磷酸酯酶蛋白磷酸酯酶：肌醇磷脂信号系统肌醇磷脂信号系统肌醇磷脂是一类由磷脂酸与肌醇结合的脂质化肌醇磷脂是一类由磷脂酸与
9、肌醇结合的脂质化合物。主要以三种形式存在于植物质膜上：磷合物。主要以三种形式存在于植物质膜上：磷脂酰肌醇、磷脂酰肌醇脂酰肌醇、磷脂酰肌醇-4-磷酸（磷酸（PIP）、）、和磷和磷脂酰肌醇脂酰肌醇-4，5-二磷酸（二磷酸（PIPPIP2 2）。）。以肌醇磷脂代谢为基础以肌醇磷脂代谢为基础的细胞信号系统，是在的细胞信号系统，是在外信号被膜受体接受后，外信号被膜受体接受后，以以以以GG蛋白为中介蛋白为中介蛋白为中介蛋白为中介，由，由质膜中的磷脂酶质膜中的磷脂酶 C（PLCPLC）水解水解PIP2，生成肌醇生成肌醇-1，4，5-三磷酸（三磷酸（IPIP3 3）和二酰甘油（和二酰甘油（DAG）两种信号分子
10、。两种信号分子。 IPIP3 3通过调节通过调节通过调节通过调节CaCa2+2+浓度浓度浓度浓度，而，而DAG则通过激活蛋白激酶则通过激活蛋白激酶C（PKCPKC）传递信息。传递信息。钙调蛋白钙调蛋白的存在部位：细胞质和细胞器的存在部位：细胞质和细胞器作用机理作用机理作用机理作用机理：胞外信号胞外信号质膜质膜Ca通道打开通道打开Ca进入进入4 Ca + +CaMCaMCa +Ca +Ca +Ca +ECaMCa +Ca +Ca +Ca +E生理效应生理效应Ca 2+大于 10-6 mol L-1CaM CaM 对光敏素作用图解对光敏素作用图解：PrPrPfPfr r10-6 MCa10-6 M
11、CaMCaMCaMCaMECaMCaM E光光胞间信号传递胞间信号传递胞间信号传递胞间信号传递环境刺激环境刺激环境刺激环境刺激胞间信号胞间信号胞间信号胞间信号受体受体受体受体GG蛋白蛋白蛋白蛋白效应器效应器效应器效应器第一信使第一信使第一信使第一信使第二信使第二信使第二信使第二信使膜上信号膜上信号膜上信号膜上信号转换系统转换系统转换系统转换系统细胞外细胞外细胞外细胞外CaCa2+2+CaMCaM信号传导的分子信号传导的分子途径途径 蛋白质蛋白质蛋白质蛋白质可逆磷可逆磷可逆磷可逆磷酸化酸化酸化酸化膜上信号转换膜上信号转换膜上信号转换膜上信号转换 胞内信号转导胞内信号转导胞内信号转导胞内信号转导
12、细胞内细胞内细胞内细胞内细胞膜细胞膜细胞膜细胞膜胞间信号传递胞间信号传递胞间信号传递胞间信号传递第一信使第一信使第一信使第一信使第二信使第二信使第二信使第二信使膜上信号膜上信号膜上信号膜上信号转换系统转换系统转换系统转换系统细胞外细胞外细胞外细胞外DAGDAGIP3IP3CaCa2+2+cAMPcAMPPKAPKAPKCaPKCaPKCPKCPK CaPK Ca2+2+ CaM CaM酶蛋白磷酸化修饰酶蛋白磷酸化修饰酶蛋白磷酸化修饰酶蛋白磷酸化修饰细胞反应细胞反应细胞反应细胞反应CaMCaM结合蛋白结合蛋白结合蛋白结合蛋白环境刺激环境刺激环境刺激环境刺激胞间信号胞间信号胞间信号胞间信号受体受体受体受体G G蛋白蛋白蛋白蛋白效应器效应器效应器效应器
