第七章-细胞信号转导-课件

单击以编辑母版标题样式,单击以编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,植 物 体 内 的,信 号 传 导,（signal transduction）,植 物 体 内 的信 号 传 导（signal,1,细胞外,质膜,细胞内,胞外信号,信号输入,跨膜信号转换,细胞内信号转导网络,信号输出,细胞反应,Ca/CaM;IP3/DAG,蛋白可逆磷酸化,受体,二元组分系统,G蛋白连接受体,细胞外质膜细胞内胞外信号信号输入跨膜信号转换细胞内信号转导网,2,第一节信号与受体结合,一、信号,第一节信号与受体结合一、信号,3,化学信号(chemical signal),:,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（激素和病原因子）。,物理信号(physical signal):,细胞感受到刺激后产生的能够传递信息作用的光、电和水力等信号。,胞 外 信 号,初级信号（第一信使）,化学信号(chemical signal):胞 外 信 号,4,胞 内 信 号,钙信号系统,:,Ca,2+,CaM（,受体）,肌醇磷脂,(磷脂酰肌醇，phosphatidylinositol,PI)信号系统,环核苷酸（cyclic AMP,cAMP,）信号系统,次级信号（第二信使 second messenger）：,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。,胞 内 信 号 钙信号系统:Ca2+CaM（受体）,5,二、受体在信号转导中的作用,受体指能够特异地识别并结合信号、在细胞内放大和传递信号的物质。,包括细胞表面受体和细胞内受体,细胞表面受体有二种：G蛋白连接受体和类受体蛋白激酶,二、受体在信号转导中的作用受体指能够特异地识别并结合信号、在,6,第二节跨膜信号转换,信号与细胞表面的受体结合之后，通过受体将信号转导进入细胞内，这个过程称为跨膜信号转换,G蛋白,二元组分系统,第二节跨膜信号转换信号与细胞表面的受体结合之后，通过受体将,7,G蛋白的信号偶联功能是靠GTP的结合或水解所产生的变构作用来完成的。当G蛋白与受体结合而被激活时，它就同时结合上GTP，继而触发效应器，把胞间信号转换成胞内信号；而当GTP水解为GDP后，G蛋白就回到原初构象，失去转换信号的功能。,G蛋白一般分为两大类,：,异源三体G蛋白,：三种亚基（,、,）构成,小 G 蛋 白,：一个亚基的单体,G蛋白的发现：,吉尔曼（Gilman）、,罗德贝尔(Rodbell)获诺贝 尔医学生理奖（1994）,G蛋白的信号偶联功能是靠GTP的结合或水解所,8,G蛋白有二种类型，一种为异源三聚体G蛋白；另一种为小G蛋白（与a亚基相似）,Three subunits,G蛋白有二种类型，一种为异源三聚体G蛋白；另一种,9,G,蛋白,signalling,G蛋白 signalling,10,G蛋白参与细胞分裂、气孔运动、花粉管生长等生理反应。,小G蛋白参与细胞骨架的运动、细胞扩大、根毛发育以及细胞极性生长。,G蛋白参与细胞分裂、气孔运动、花粉管生长等生理反应。,11,第三节细胞内信号转导形成网络,一、Ca/CaM在信号转导中的作用,第三节细胞内信号转导形成网络一、Ca/CaM在信号转导中的,12,Ca通道,Ca泵,Ca/H反向运输体,Ca通道Ca泵Ca/H反向运输体,13,钙调蛋白的存在部位：细胞质和细胞器,作用机理,：,胞外信号,质膜,Ca通道打开,Ca,进入,4,Ca,+,+,CaM,CaM,Ca,+,Ca,+,Ca,+,Ca,+,+,E,CaM,Ca,+,Ca,+,Ca,+,Ca,+,E,生理效应,Ca,2+,大于 10,-6,mol L,-1,钙调蛋白的存在部位：细胞质和细胞器作用机理：胞外信号质膜Ca,14,CaM 对光敏素作用图解,：,Pr,Pfr,10,-6,MCa,10,-6,M,CaM,CaM,E,CaM,E,光,CaM 对光敏素作用图解：PrPfr10-6 MCa1,15,第七章-细胞信号转导-课件,16,CaM,Ca,+,Ca,+,Ca,+,Ca,+,E,激活钙ATP酶、钙通道、NAD激酶、多种蛋白激酶等,孢子发芽、有丝分裂、原生质流动,细胞生长发育：花粉管萌发、细胞增殖等,CaMCa+Ca+Ca+Ca+E激活钙ATP酶、钙通,17,Ca2+在植物叶保卫细胞关闭中的第二信使作用,Ca2+在植物叶保卫细胞关闭中的第二信使作用,18,二、IP3/DAG在信号转导中的作用,二、IP3/DAG在信号转导中的作用,19,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-4-磷酸（PIP）、和磷脂酰肌醇-4，5-二磷酸（,PIP,2,）。,以肌醇磷脂代谢为基础,的细胞信号系统，是在外信号被膜受体接受后，,以G蛋白为中介,，由质膜中的磷脂酶 C（,PLC,）水解PIP,2，,生成肌醇-1，4，5-三磷酸（,IP,3,）和二酰甘油（DAG）两种信号分子。,IP,3,通过调节Ca,2+,浓度,，而DAG则通过激活蛋白激酶C（,PKC,）传递信息。,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合物,20,处于静息状态的磷脂肌醇信号转导系统,处于静息状态的磷脂肌醇信号转导系统,21,磷脂酶C-催化PIP2水解生成DAG和IP3,双信号系统,磷脂酶C-催化PIP2水解生成DAG和IP3,22,第七章-细胞信号转导-课件,23,三、信号转导中的蛋白质可逆磷酸化,蛋白质,蛋白PI,蛋白激酶PK,蛋白磷酸酶PP,PI,H2O,NDP,NTP,三、信号转导中的蛋白质可逆磷酸化蛋白质蛋白PI蛋白激酶PK,24,蛋白质的磷酸化和去磷酸化,蛋白激酶,：,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,。,蛋白磷酸酯酶,：,蛋白质的磷酸化和去磷酸化 蛋白激酶：是一类催化蛋白质产生磷酸,25,MAPK：促分裂原活化蛋白激酶,MAPKK,MAPKKK,MAPKKKK,MAPK：促分裂原活化蛋白激酶MAPKKMAPKKKMAPK,26,第七章-细胞信号转导-课件,27,第七章-细胞信号转导-课件,28,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,胞间信号传递,第一信使,第二信使,膜上信号转换系统,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,Ca2+CaM信号传导的分子途径 蛋白质可逆磷酸化膜上信号转,29,