以下解釋來自《植物生理學》相對比較專業
植物體內的信號傳導 Signal Transction
生物體的生長發育受遺傳信息及環境信息的調節控制。基因決定了個體發育的基本模式,但其表達和實現在很大程度上受控於環境信息的刺激。植物的不可移動性使它難以逃避或改變環境,接受環境變化信息,及時作出反應,調節適應環境是植物維持生存的出路。已經發現的植物細胞的信號分子也很多,按其作用的范圍可分為胞間信號分子和胞內信號分子。細胞信號傳導的分子途徑可分為胞間信使、膜上信號轉換機制、胞內信號及蛋白質可逆磷酸化四個階段
一.胞間信號傳遞
胞間信號一般可分為物理信號(physical signal)和化學信號(chemical signal)兩類。物理信號如細胞感受到刺激後產生電信號傳遞,許多敏感植物受刺激時產生動作電位,電波傳遞和葉片運動伴隨。水力信號(hydraulic signal)。化學信號是細胞感受刺激後合成並傳遞化學物質,到達作用部位,引起生理反應,如植物激素等。信號物質可從產生的部位經維管束進行長距離傳遞,到達作用的靶子部位。
傳導途徑是共質體和質外體。
二.跨膜信號轉換機制(signal transction)
信號到達靶細胞,首先要能被感受並將其轉換為胞內信號,再啟動胞內各種信號轉導系統,並對原初信號進行級聯放大,最終導致生理生化變化。
1. 受體(receptor)
主要在質膜上,能與信號物質特異結合,並引發產生胞內次級信號的物質,主要是蛋白質。信號與受體結合是胞間信使起作用並轉換為胞內信使的首要步驟。目前研究較活躍的兩類受體是光受體和激素受體。光受體有對紅光和遠紅光敏感的光敏色素、對藍光和紫外光敏感的隱花色素以及對紫外光敏感的受體等;激素受體的研究正在進展中,如質膜上的乙烯受體,質膜或胞內的其他激素的結合蛋白等。
2. G蛋白(G proteins)
GTP結合調節蛋白(GTP binding regulatory protein)。其生理活性有賴於三磷酸鳥苷(GTP)的結合並具有GTP水解酶的活性。70年代初在動物細胞中發現了G蛋白,證明了它在跨膜細胞信號轉導過程中有重要的調控作用,Gilman與Rodbell因此獲得1994年諾貝爾醫學生理獎。80年代開始在植物體內研究,已證明G蛋白在高等植物中普遍存在並初步證明G蛋白在光、植物激素對植物的生理效應中、在跨膜離子運輸、氣孔運動、植物形態建成等生理活動的細胞信號轉導過程中同樣起重要的調控作用。由於G蛋白分子的多樣性………在植物細胞信號系統中起著分子開關的重要作用。三,胞內信號
如果將胞外刺激信號稱作第一信使,由胞外信號激活或抑制、具有生理調節活性的細胞內因子稱第二信使(second messenger)。植物細胞中的第二信使不僅僅是一種,也可總稱為第二信使系統。
1.鈣信號系統
在植物細胞內外以及細胞內的不同部位Ca2+的濃度有很大的差別。在細胞質中,一般在10-8~10-7 mol/L,而細胞壁是細胞最大的Ca2+庫,其濃度可達1~5mol/L。胞內細胞器的Ca2+濃度也比胞質的Ca2+濃度高幾百倍到上千倍。幾乎所有的胞外刺激信號都能引起胞質游離Ca2+濃度變化,由於變化的時間、幅度、頻率、區域化分布的不同,可能區別信號的特異性。鈣調節蛋白
胞內鈣信號再通過其受體――鈣調節蛋白傳遞信息。主要包括鈣調素(calmolin CaM)和鈣依賴的蛋白激酶,植物細胞中CaM是最重要的多功能Ca2+信號受體。這是由148個氨基酸組成的單鏈小分子酸性蛋白(分子量為17~19KDa)。CaM分子有四個Ca結合位點,當第一信使引起胞內Ca2+濃度上升到一定閾值後,Ca2+與CaM結合,引起CaM構象改變,活化的CaM再與靶酶結合,使其活化而引起生化反應。已知有蛋白激酶、NAD激酶、H+-ATP酶等多種酶受Ca-CaM的調控。在以光敏素為受體的光信號轉導過程中,Ca-CaM胞內信號起了重要作用。3. 肌醇磷脂(inositide)信號系統
這是肌醇分子六碳環上的羥基被不同數目磷酸酯化形成的一類化合物。80年代後期的研究證明植物細胞質膜中存在三種主要的肌醇磷脂,即磷脂醯肌醇(PI)、磷脂醯肌醇-4-磷酸(PIP)、磷脂醯肌醇-4,5-二磷酸(PIP2)。胞為信號被質膜受體接受後,以G蛋白為中介,由質膜中的磷酸脂酶C(PLC)水解PIP2產生肌醇-3-磷酸(IP3)和甘油二酯(DG)兩種信號分子,所以,又可稱雙信使系統。IP3通過調節Ca2+變化、DG通過激活蛋白激酶C(PKC)傳遞信息。4. 環核苷酸信號系統
受動物細胞信號啟發,在植物細胞中也存在環腺苷酸(cAMP)和環鳥苷酸(cGMP)參與信號轉導。四.蛋白質的可逆磷酸化 (phosphoralation)
細胞內存在的多種蛋白激酶(protein kinase)蛋白磷酸酶(protein phosphatase)是前述胞內信使進一步作用的靶子,通過調節胞內蛋白質的磷酸化或去磷酸化而進一步傳遞信息。如鈣依賴型蛋白激酶(CDPK),其磷酸化後,可將質膜上的ATP酶磷酸化,從而調控跨膜離子運輸;又如和光敏素相關的Ca-CaM調節的蛋白激酶等。
蛋白磷酸酶起去磷酸化作用,是終止信號或一種逆向調節。植物體內、細胞內信號轉導是一個新的研究領域,正在進展中,需要完善已知的、並發現新的植物信號轉導途徑(H+、H2O、Mg2+、氧化還原物質等);信號系統之間的相互關系(cross talk)及時空性研究,細胞內實際上存在著信號網路,多種信號相互聯系和平衡來決定特異的細胞反應;利用新的技術如基因工程及微注射等研究信號轉導的分子途徑,以及它對基因表達調控功能;植物細胞壁與細胞內信號的聯系,是否存在細胞壁-質膜-細胞骨架信息傳遞連續體等。
② 細胞生物 信號傳遞與信號轉導
細胞生物信號傳遞的范圍應該略大,是說細胞和細胞之間傳遞信息的吧;信號轉導指細胞接受外界信號刺激,傳遞到胞內啟動一系列信號分子的活化並傳遞信息,最終產生應答(生物學效應)的過程。cAMP cGMP 是第二信使,分別是Gs、鳥苷酸環化酶的下游;二酯醯甘油/三磷脂肌醇信使體系是Gq的下游第二信使,IP3啟動胞內鈣庫釋放,DG與鈣激活PKC. MAPK是胞內調節細胞生長、分化、凋亡的非常重要的蛋白激酶家族,其上游有G蛋白、生長因子受體、鈣離子通道、死亡受體等。JAK-STAT信號通路是細胞因子受體的經典下游信號。
你應該按照不同的信號通路來學習,雖然存在信號網路,但是學習、考試、做論文的時候還是一條一條通路來進行的。
③ 簡述細胞信號轉導的幾條通路
受體介導細胞信號通路包括: a.CAMP信號通路:由CM上的五種組分組成——激活型激素受體,Rs;與GDP結合的活化型調蛋白,Gs;腺苷酸環化酶,c;與GDP結合的抑制型調節蛋白,Gi;抑制型激素受體,Ri。
激素配體+Rs→Rs構象改變暴露出與Gs結合位點→與Gs結合→Gs2變化排斥GDP結合GTP而活化→使三聚體Gs解離出α和βγ→暴露出α與腺苷酸環化酶結合位點→與A環化E結合並使之活化→將ATP→CAMP→激活靶酶和開啟基因表達→GTP水解,α恢復構象與A環化酶解離→C的環化作用終止→α和βγ結合回復。
b.PIP2信號通路:胞外signal+膜受體→PIP2IP3+DAG,IP3→內源鈣→細胞溶質,胞內Ca2+濃度升高→啟動Ca2+信號系統,DAGCM上活化蛋白激酶PKC→DG/PKC信號傳遞passwa。
(3)細胞信號網路是什麼擴展閱讀
細胞信號轉導特點是:①高度親和力,②高度特異性,③可飽和性
1、受體:位於細胞膜上或細胞內,能特異性識別生物活性分子並與之結合,進而引起生物學效應的特殊蛋白質,膜受體多為鑲嵌糖蛋白:胞內受體全部為DNA結合蛋白。受體在細胞信息傳遞過程中起極為重要的作用。
2、G蛋白:即鳥苷酸結合蛋白,是一類位於細胞膜胞漿面、能與GDP或GTP結合的外周蛋白,由α、β、γ三個亞基組成。以三聚體存在並與GDP結合者為非活化型。當α亞基與GTP結合並導致βγ二聚體脫落時則變成活化型,可作用於膜受體的不同激素,通過不同的G蛋白介導影響質膜上某些離子通道或酶的活性,繼而影響細胞內第二信使濃度和後續的生物學效應。
④ 如何理解「細胞是物質、能量與信息過程精巧結合的結合體」這句話
1.細胞代謝(生命活動)的實質就是各種復雜的化學反應,化學反應必然涉及物質能量變化。
2.細胞代謝需要調控,目的有二:①自身生長發育的要求,由遺傳信息控制;②響應、適應細胞外界環境的變化,包括生物體內環境和生物體生活環境。
這種代謝調控是由一系列發生在細胞內部、以及細胞與外界環境間的信息交流來實現的。這在細胞學上稱為細胞信號傳導,細胞中有許多信號傳導通路,它們形成了細胞信號網路。
3.如果採納,補充說明「精巧」的意思。
⑤ 一條完整的細胞信號通路包含哪些要素細胞中的信號通路有什麼特點。
我kao!這種題目也會在這里出現,圍觀……
找教科書啊!
G蛋白偶聯受體通路、酶聯受體通路等等…
⑥ 如何做信號通路
從細胞膜、胞漿到細胞核,存在多條信號通路串聯交叉形成的復雜信號網路。該信號網路在細胞受到胞外刺激後將信號通過級聯放大、分散調節等方式傳入胞內,引起一系列的綜合性細胞應答。一種生物效應的出現往往存在多條信號通路的同步活化,可逆的磷酸化修飾反應則是細胞內部最為普遍和節能的信號蛋白活化調節方式。因此,找到激活的信號通路乃至發生磷酸化調變的通路蛋白,往往成生命科學研究的起點。
所以如果沒有重點關注的信號通路,通常建議可以使用信號通路磷酸化廣譜篩選抗體晶元(PEX100)。檢測的信號蛋白廣泛參與31條重要信號通路信號傳導過程。晶元針對每一個特定蛋白磷酸化位點,設置一對抗體分別檢測其磷酸化(Phospho)和非磷酸化(non-Phospho)狀態以提高磷酸化檢測靈敏度和穩定性。一次晶元實驗即可實現31條信號通路的同步篩選和具體調變位點的清晰定位,為後續生物現象的深入探索提供明確的研究方向。
⑦ 信號對答(crosstalking)的定義是什麼請高手指點。感激不盡
細胞信號轉導最重要的特徵之一是構成復雜的信號網路系統,具有高度的非線性特點。人們對信號網路系統中各種信號通路之間的相互關系,形象稱為「交叉對答」,或信號對答,crosstalking.
英語解釋:Signals can be passed back and forth between different pathways.
不同信號通路之間實現crosstalking的一種重要方式是:通過蛋白激酶的網路整合信息調控復雜的細胞行為。
⑧ 細胞信號傳遞的基本特徵
細胞信號傳遞的基本特徵
(1)多途徑、多層次的細胞信號通路具有收斂性或是發散性
(2)細胞的信號轉導具有專一性與相似性
(3)信號轉到過程中有信號放大作用:信號的放大作用與信號所啟動的作用並存
(4)細胞的適應性
(二)蛋白激酶的網路整合信息
細胞信號傳遞構成一個復雜的信號網路系統 具有高度的非線性特點,即信號網路中各通路之間存在cross talking的相互關系 而蛋白激酶的網路整合信息是不同信號通路之間實現的 交談 的一 種重要方式
⑨ 細胞生物中信號密碼和網路蛋白名詞解釋
1、信號密碼:信號密碼子(約有45-90、48-78個核苷酸),是編碼一段多肽的mRNA
2、網路蛋白:又稱籠形蛋白,是一類包被蛋白,由3條重鏈和3條輕鏈組成。組裝形成多面體籠形結構,介導高爾基體到溶酶體以及胞吞泡形成等過程。