1、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.159,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,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）,激素营养物质等,物理信号,化学信号（配体）,P.160-161,（二）受体 受体：指能特
2、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.161,P.161,离子通道偶联受体G蛋白连接受体酶关联受体,GTP结合蛋白（简称G蛋白），可分为两大类：异源三体G蛋白：三种亚基（、）构成和小G蛋白：一个亚基的单体。 它们都能结合GTP或GDP。结合GTP后都呈活化态 ，将胞外信号转换成胞内信号；GTP被水解为GDP后都呈非活化态。,P.161,（三）G蛋白（G protein）,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,失活过程：,G蛋白的G
3、TP水解为GDP而失活（GTPGDP-）,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）Ca2+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、IP3、DAG、Ca2+、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,O,环腺苷一磷酸（
4、cAMP）,二酯酰甘油（DAG）,三磷酸肌醇（IP3）,1.Ca2,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,植物细胞Ca2+运输系统,Ca2+,Ca2+,Ca2+,H+,Ca2+,Ca2+,Ca2+,H+,质膜,胞内钙库,ATP,ADP+Pi,ATP,ADP+Pi,Ca2+通道,Ca2+泵,Ca2+/H+逆转运体,胞外钙库,细胞质,Ca2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Ca2结合
5、，形成Ca2CaM复合物，然后再与靶酶结合使靶酶活化。,Ca2-ATP酶 NAD激酶 多种蛋白激酶等,Ca2CaM复合物可调控的酶（即靶酶）有：,IP3和DAG是在环境信号（如光、激素等）刺激下，由质膜内侧PIP2（磷脂酰肌醇4，5二磷酸）水解而来的。,2.IP3DAG,IP3是水溶性的，IP3促使液泡Ca2库释放Ca2增加细胞质Ca2的信号转导，称为IP3/Ca2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。,信号,G蛋白,DAG,受体,Ca2+,Ca2+,CaM,细胞反应,En,ATP,P,Ca2+CaM,刺激,ADP,IP3/Ca2和DAG/PKC双信号系统,受 体,液泡,质膜,细胞质,如cGMP、H+、H2O2、Mg2+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-nPinPiH2O,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。,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,Ca2+CaM,
