常见的信号转导通路
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植物生长发育的各个阶段, 包括胚胎发生、种子萌发、营养生长、果实成熟、叶片衰老等都受到多种植物激素信号的控制。
人们对植物激素的生物合成途径、生理作用已有大量阐述,在生产上的应用也已取得很大进展,但对其信号转导途径的认识并不是很全面。
今天小编和大家聊一聊,9大类植物激素信号转导途径。
1.生长素与生长素信号转导相关的三类蛋白组分是:生长素受体相关SCF复合体(SKP1, Cullin and F-box complex)、发挥御制功能的生长素蛋白(Aux/IAA)和生长素响应因子(ARF)。
早期响应基因有Aux/IAA基因家族、GH1、GH3、GH2/4、SAUR基因家族、ACS、GST。
生长素信号转导通路主要有4条: TIR1/AFBAux/IAA/TPL-ARFs途径、T MK1-IAA32/34-ARFs途径、TMK1/ABP1-ROP2/6-PINs或RICs 途径和SKP2AE2FC/DPB途径。
2.细胞分裂素细胞分裂素信号转导途径是基于双元信号系统(TCS),通过磷酸基团在主要组分之间的连续传递而实现。
双元信号系统主要包含3类蛋白成员及4次磷酸化事件: (ⅰ)位于内质网膜或细胞膜的组氨酸受体激酶(histidine kinases, HKs)感知细胞分裂素后发生组氨酸的自磷酸化;(ⅱ)将组氨酸残基的磷酸基团转移至自身接受区的天冬氨酸残基上;(ⅲ)受体天冬氨酸残基上的磷酸基团转移至细胞质的组氨酸磷酸化转移蛋白(His-containing phosphotransfer protein, HPs)的组氨酸残基上;(ⅳ)磷酸化的组氨酸转移蛋白进入细胞核并将磷酸基团转移至A类或B类响应调节因子(response regulators, ARR s)。
在拟南芥中已知的细胞分裂素受体有AHK2、AHK3和AHK4 3个,AHP有6个(AHP1〜6),A类和B类ARR分別有10个和1 2个,它们是细胞分裂素信号转导通路的主要组成部分。
胞内受体介导的信号转导途径和机制
胞内受体介导的信号转导途径和机制主要包括以下步骤:
1.配体与受体的结合:胞内受体可以识别和结合相应的配体,如激素、递质、
生长因子等。
这些配体可以是小分子物质,也可以是蛋白质或多肽类物质。
2.受体构象的改变:当配体与受体结合后,会导致受体分子构象发生改变,
从而暴露出与效应器相互作用的位点。
3.受体与效应器的相互作用:暴露出的受体位点可以与相应的效应器相互作
用,如激活或抑制酶的活性、调节基因的表达等。
4.信号转导:胞内受体介导的信号转导途径可以涉及多个环节,包括信号转
导通路的激活、细胞内钙离子浓度的变化、细胞内蛋白质的磷酸化等。
这些信号转导过程最终导致细胞生理功能的改变,如细胞增殖、分化、迁移等。
总的来说,胞内受体介导的信号转导途径和机制是一个复杂的过程,涉及多个环节和多种分子。
这些过程在细胞生命活动中起着至关重要的作用,是维持细胞正常生理功能和生长发育的关键因素之一。
植物发育的信号传导途径植物是多细胞生物,和动物一样,需要通过多样化的信号传递机制来调节其生长发育。
植物发育的信号传导途径可以根据信号源、信号转换和信号传导方式分为不同的类型。
下面将对一些典型的信号传导途径进行讨论。
1. 植物激素信号传导植物激素是一类由植物内部合成或受到外界刺激后产生的小分子信号分子,影响植物的生长、发育和适应环境的能力。
植物激素根据化学性质和功能不同,可分为若干类。
其中,常见的激素有赤霉素、生长素、脱落酸、乙烯、脱落素、叶酸、腺苷酸、脱氢表雄酮和激动素等。
植物激素信号传导机制复杂,主要分为两类方式:一是通过定位在细胞质或细胞核内的受体蛋白感受到激素信号,触发下游信号通路;二是激素信号直接与靶基因和调节元件结合,进而剪切或修饰其转录水平。
2. 环境因素的信号转导环境因素对植物生长发育的影响也是通过信号传导途径来进行的。
其中,光信号是丰富且重要的信号来源之一。
植物的光感应和生长与许多分子和生化通路有关联,如光合作用抗氧化剂、叶绿素和类胡萝卜素合成、篮菊素和生长素合成等。
植物以响应全光谱的光线为能源来源,用巨量信息转换为合建物的光合产物和生长催化剂的来源,满足了其生存的需要。
另外,植物对温度、水分、盐度和化学刺激等方面的响应,也是通过一系列复杂的信号传导途径体现。
其中,蛋白激酶和磷酸化是重要的信号转导机制,在植物对环境刺激的响应中发挥着重要的作用。
3. 细胞周期信号传导细胞周期调控是植物发育的重要组成部分。
信号传导途径在细胞周期的调控中发挥着重要的作用。
细胞周期主要分为两个阶段:有丝分裂期和间期。
一些重要的信号通路参与这两个阶段的调控,如赤霉素、脱落素、生长素、环境表现激素以及一系列细胞周期蛋白激酶等。
植物细胞周期主要通过CDK和Cyclin表达水平来控制,其中CDK充当激酶,Cyclin作为激酶的底物,激活和抑制CDK的调节自给。
由此可以看出,植物细胞周期信号传导系统有其独特的特点,同时也是潜在的诊断和药理靶点。