第七章 蛋白质的转运与信号传导(2)
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医学细胞生物学(7~12章复习大纲)
《医学细胞生物学》（7~12章复习大纲）第七章细胞膜与物质转运(全部都是重点！！！！！！)⏹分类：一）小分子和离子的穿膜运输，分简单扩散、离子通道扩散、易化扩散、离子泵、伴随运输。
二）大分子和颗粒物质的膜泡运输。
第一节穿膜运输⏹一、简单扩散（simple diffusion）⏹二、离子通道扩散⏹电位依赖性电压闸门通道配体门控离子通道（Ligand-gated channels ）：机械闸门通道三、易化扩散⏹特点：1）与所结合的溶质有专一的结合部位，运输各种有机小分子。
2）细胞膜上特定载体蛋白的数量相对恒定，处于饱和状态时，运输速率最大。
⏹单运输将溶质从膜的一侧转运到膜的另一侧⏹被动运输：物质从浓度高的一侧到浓度低的一侧，不消耗能量⏹简单扩散、离子通道扩散、易化扩散⏹四、离子泵⏹（一）Na –K 泵主动运输⏹（二）Ca 2+泵主动运输(Ca2+ Pump)⏹五、伴随运输⏹共运输（symport）：协同运输中，两种物质运输方向相同。
（小肠上皮细胞从肠腔吸收葡萄糖、氨基酸）⏹对运输(antiport)：协同运输中，两种物质转运方向相反。
（Na -H 交换体在细胞分裂的时候通过转移H ，提高pH值）⏹特点：1）动物细胞协同运输的能量驱动通常来自Na +的电化学梯度。
2）Na+-K +泵间接驱动着协同运输。
第二节膜泡运输⏹一、胞吞作用⏹（一）吞噬作用(phagocytosis)：吞噬细胞通过特异的表面受体识别摄入大的颗粒，形成吞噬泡（phagocytic vesicle）或吞噬体(phagosome)的过程。
⏹二）胞饮作用(pinocytosis) ：指细胞摄取液体和溶质的过程。
由细胞膜包裹的液体内陷而形成的小泡，称为胞饮小泡或胞饮体（三）受体介导的胞吞作用特定大分子与聚集于细胞表面受体互补结合，形成受体大分子复合物，通过细胞膜凹陷，该区域形成有被小窝(coated pit)，有被小窝从质膜上脱落成为有被小泡（coated vesicle），进入细胞内。
蛋白质的合成转运知识点整理
蛋白质的合成转运知识点整理●一、蛋白质合成的分子基础●（一）mRNA是蛋白质合成的模板●（1）mRNA以核苷酸序列的方式携带遗传信息，指导合成多肽链中的氨基酸的序列；●（2）每一个氨基酸可通过mRNA上3个核苷酸序列组成的遗传密码来决定，这些密码以连续的方式连接组成读码框架；读码框架之外的序列称作非编码区；●（3）读码框架5'端，是由起始密码AUG开始的，它编码一个蛋氨酸；在读码框架的3'端含有终止密码：UAA、UAG和UGA；●（4）mRNA分子的5'端序列对于起始密码的选择有重要作用，原核生物和真核生物有所差别。
●①原核生物中在mRNA分子起始密码子的上游含有一段特殊的核糖体结合位点序列，使得核糖体能够识别正确的起始密码AUG。
原核生物的mRNA通常是多基因的，分子内的核糖体结合位点使得多个基因可独立地进行读码框架的翻译；●②真核生物mRNA通常只为一条多肽链编码，mRNA5'末端的帽子结构可能对于核糖体进入部位的识别起到一定作用。
翻译的起始通常开始于从核糖体进入部位向下游扫描到的第一个AUG序列。
●（二）tRNA转运活化的氨基酸至mRNA模板上●关键部位：tRNA含有两个关键的部位：氨基酸结合部位，与mRNA的结合部位。
●接头的作用：tRNA在识别mRNA分子上的密码子时，具有接头的作用。
氨基酸一旦与tRNA形成氨酰-tRNA后，进一步的去向由tRNA来决定●（三）核糖体是蛋白质合成的工厂●1.核糖体的活性部位●A位=氨基酰位：结合氨基酰-tRNA●P位=肽酰位：结合肽酰tRNA●E位=出口位：释放已经卸载了氨基酸的tRNA●2.多核糖体●多核糖体是指分离核糖体时得到的若干成串的核糖体。
多核糖体是由一个mRNA分子与一定数目的单个核糖体结合而成的，形似念珠状。
每个核糖体可以独立完成一条肽链的合成，在多核糖体上可以同时进行多条多肽链的合成，提高了翻译的效率●二、蛋白质的生物合成●（一）原料●mRNA作为模板，tRNA作为特异的氨基酸搬运工具，核糖体作为蛋白质合成装配的场所，有关的酶与蛋白质因子参与反应、ATP或GTP提供能量●（二）酶●1.转肽酶●催化核蛋白体P位上的肽酰基转移至A位氨基酰-tRNA的氨基上，使酰基与氨基结合形成肽键；并受释放因子的作用后发生变构，表现出酯酶的水解活性，使P位上的肽链与tRNA分离；是一种核酶；肽基转移酶●2.氨酰-tRNA合成酶●催化氨基酸的活化●专一性：对氨基酸有极高的专一性，每种氨基酸都有专一的酶，只作用于L-氨基酸，不作用于D-氨基酸。
植物生理学第七章 植物体内细胞信号转导
土壤干旱
ABA
ABA受体
Ca2+
(胞外刺激)
等信号分子
初级信使
胞间化 学信号
膜上信 号转换
第二信使
• 二、受体在信号转导中的作用
• 受体：位于细胞的质膜或细胞内，能感受到胞外信
•
号的蛋白质分子。
• 配体：能与受体发生特异性结合的物质。
• 1. 受体特点：组成型表达。 • 2. 受体与配体结合特点 • ⑴ 特异性 • ⑵ 高亲和力 • ⑶ 可逆性
吉尔曼
Alfred G. Gilman 美国
得克萨斯大学西南医 学中心 1941年--
罗德贝尔
Martin Rodbell 美国 国立环境卫生研究所 1925年--1998年
2、小G蛋白（小GTPase)
类似G蛋白的亚基，结合在质膜朝向胞质溶 胶的一侧。受上游的鸟嘌呤核苷酸交换因子的活化， 并将信号传递给下游组分。结合GTP后活化，成为 植物信号网络中重要的分子开关。目前未发现小G 蛋白参与跨膜的信号转换。参与细胞骨架的运动、 细胞扩大、根毛发育和细胞极性生长的信号转导。
结构模式图及其激活机制
(B) (A)
⑴ CaM 的作用机制 第一，直接与靶酶结合，诱导靶酶的活性构
象，从而调节靶酶的活性。 第二，与Ca2+结合，形成活化态的Ca2+·CaM复合
体,然后再与靶酶结合,将靶酶激活。 ⑵ CaM 的活性调节
① 调幅机制
② 调敏机制
⒋ Ca2+·CaM复合体的靶酶 Ca2+- ATP 酶, Ca2+通道， NAD激酶 ， 多种蛋白激酶等。
参与蕨类植物的孢子发芽，细胞有丝分裂、原 生质流动、植物激素的活性、向性、调节蛋白质磷 酸化，最终调节细胞的生长发育。
第七章 蛋白质的转运与信号传导(1)
跨膜运输和镶入膜内的几种主要蛋白质
蛋白性质 分泌 运转机制 主要类型
蛋白质在结合核糖体 免疫球蛋白、卵蛋白、 上合成，并以翻译- 水解酶、激素等 运转同步机制运输 蛋白质在游离核糖体 核、叶绿体、线粒体、 上合成，以翻译后运 乙醛酸循环体、过氧化 转机制运输 物酶体等细胞器中的蛋 白质 两种机制兼有 质膜、内质网、类囊体 中的蛋白质
特点： （1）活性蛋白水解酶位 于叶绿体基质内，这是 鉴别翻译后运转的指标 之一。 （2）叶绿体膜能够特异 地与叶绿体蛋白的前体 结合。 （3）叶绿体蛋白质前体 内可降解序列因植物和蛋 白质种类不同而表现出明 显的差异。
3、核定位蛋白的运转机制 在细胞质中合成的蛋白质一般 通过核孔进入细胞核。 所有核糖体蛋白都首先在细 胞质中被合成，运转到细胞 核内，在核仁中被装配成 40S和60S核糖体亚基，然后 运转回到细胞质中行使作为 蛋白质合成机器的功能。 RNA、DNA聚合酶、组蛋白、 拓朴异构酶及大量转录、复 制调控因子都必须从细胞质 进入细胞核才能正常发挥功 能。
（2）在靠近该 序列N-端常常有 1个或数个带正 电荷的氨基酸；
（3）在其C-末端靠近蛋白酶切割位点处常常带有 数个极性氨基酸，离切割位点最近的那个氨基酸 往往带有很短的侧链（丙氨酸或甘氨酸）。
信号肽在蛋白质运输中的作用（Beta-半乳糖----麦芽糖转运 蛋白试验结论）
（1）完整的信号多肽是保证蛋白质运转的必要条件。信 号序列中疏水性氨基酸突变成亲水性氨基酸后，会阻止 蛋白质运转而使新生蛋白质以前体形式积累在胞质中。
前导肽的作用和性质
作用： 识别线粒体 跨膜运转 特性： • 带正电荷的碱性氨基 酸（特别是精氨酸）含 量较为丰富，它们分散 于不带电荷的氨基酸序 列之间； • 缺少带负电荷的酸性 氨基酸； •羟基氨基酸（特别是 丝氨酸）含量较高； •形成两亲（既亲水又 有疏水部分）α -螺旋 结构的能力。
【2024版】细胞生物学笔记-信号转导
可编辑修改精选全文完整版细胞的信号转导信号转导(signal transduction):指在信号传递中,细胞将细胞外的信号分子携带的信息转变为细胞内信号的过程完整的信号传递程序:1、合成信号分子;2、细胞释放信号分子;3、信号分子向靶细胞转运;4、信号分子与特异受体结合;5、转化为细胞内的信号,以完成其生理作用;6、终止信号分子的作用;第一节、细胞外信号1、由细胞分泌的、能够调节机体功能的一大类生物活性物质。
如：配体2、配体的概念：指细胞外的信号分子，或凡能与受体结合并产生效应的物质。
3、配体的类型：1）水溶性配体：N递质、生长因子、肽类激素2）脂溶性配体：甲状腺素、性激素、肾上腺激素4、第一信使：指配体，即细胞外来的信号分子。
第二节、受体一、受体的概念：细胞膜上或细胞内一类特殊的蛋白质，能选择性地和细胞外环境中特定的活性物质结合，从而引起细胞内的一系列效应。
二、受体的类型：细胞表面受体胞内受体（胞浆和核内）1、细胞表面受体类型1）离子通道偶联受体：特点：本身既有信号结合位点又是离子通道组成：几个亚单位组成的多聚体，亚单位上配体的结合部位，中间围成离子通道，通道的“开”关受细胞外配体的调节。
2）酶偶联受体：或称催化受体、生长因子类受体，既是受体，又是“酶”。
特点：N端细胞外区有配体结合部，C端细胞质区含特异酪氨酸蛋白激酶（TPK）的活性。
组成：一条肽链一次跨膜的糖蛋白。
3、 G蛋白偶联受体：是N递质、激素、肽类配体的受体。
1）特点：指配体与细胞表面受体结合后激活偶联的G蛋白，活化的G蛋白再激活第二信使的酶类。
通过第二信使引起生物学效应。
2）组成：由一条350-400个氨基酸残基组成的多肽链组成，具有高度的同源性和保守性。
3）G蛋白偶联受体作用特点:分布广，转导慢，敏感，灵活，类型多。
G蛋白偶联受体:G蛋白（由G蛋白偶联受体介导的信号转导）1）、G蛋白的概念：指鸟苷酸结合蛋白配体—G蛋白偶联受体—G蛋白2）、G蛋白的结构特征：①由α、β、γ3个不同的亚单位构成异三聚体（异聚体），β、γ二个亚单位极为相似且结合为二聚体，共同发挥作用。
分子生物学---11蛋白质磷酸化和信号转导
蛋白质磷酸化和信号转导一、蛋白质磷酸化过程和功能1、蛋白质磷酸化p r o t e i n p h o s p h o r y l a t i o n（1）过程：P r o t e i n k i n a s e(蛋白激酶)P r o t e i n p h o s p h o r y l a t e d p r o t e i nA T P A D PP h o s p h a t a s e（磷酸酶）P i（2）主要磷酸化位点（对有-O H的氨基酸进行磷酸化）丝氨酸（S e r）/苏氨酸（T h r）:磷酸化之后电荷发生变化使蛋白质活性改变酪氨酸（T y r）:磷酸化之后通常招募其他蛋白因子，使下游蛋白质活性改变（3）蛋白质磷酸化的功能生物热力学；蛋白质降解；酶活性的调控（激活o r抑制）；蛋白质相互作用2、重要的蛋白激酶（1）C D K s：c y c l i n-d e p e n d e n t k i n a s e周期蛋白依赖性蛋白激酶，属于一组调控细胞周期的S e r/T h r蛋白激酶，和周期蛋白c y c l i n协同作用发挥激酶活性，作用于细胞周期的不同阶段（2）R T K s：R e c e p t o r T y r o s i n K i n a s e受体酪氨酸激酶，是具有酪氨酸激酶活性的受体，如E G F R（表皮生长因子受体）（3）C y t o p l a s m i c P r o t e i n-T y r o s i n e K i n a s e s：非受体酪氨酸激酶，存在于细胞质中，大部分结构中存在S H2、S H3结构域，是磷酸化的结合位点。
如S r c、J A K、F A K等二、信号转导1、信号转导的种类E n d o c r i n e（内分泌）：激素P a r a c r i n e（旁分泌）：神经递质A u t o c r i n e（自分泌）：生长因子2、信号转导的步骤（1）信号分子的合成（2）信号分子释放（3）信号分子传导（4）信号分子与受体结合（5）激活细胞内信号通路（6）细胞内信号传导3、信号转导通路的几个重要的酶蛋白激酶；蛋白磷酸酶；G蛋白偶联受体；离子通道；细胞核受体；转录因子4、信号转导通路的种类及途径（1）细胞内受体介导的信号通路：信号分子一般为激素如孕酮（p r o g e s t e r o n e）、甲状腺素（t h y r o x i n）、维甲酸（r e t i n o i c a c i d）过程：血液中的激素分子从血管中游离出来进入细胞，与细胞质中的受体形成复合物，复合物进入细胞核内对基因的转录表达进行调控。
蛋白质的转运与信号传导课件.ppt
三、反应
同时，植物细胞信号转导系统在某些方面还保留了低等 原核细胞的信号转导机制，例如植物激素乙烯受体ETR1 与细菌双组份信号转导系统之间具有极大的相似性。
二、植物细胞信号转导过程
植物细胞的信号转导过程可以简单概括为： 刺激与感受——信号转导——反应三个重要的环节。
（一）刺激与感受 受体
（二）信号转导
此过程相当复杂，主要包括胞外信号的跨膜转换、细 胞内第二信使系统和信号的级联放大以及蛋白质的可 逆磷酸化。
1、信号跨膜转换
（1）通过离子通道连接受体跨膜转换信号
离子通道（ion channel）是存在于膜上可以跨膜转运 离子的一类蛋白质。
（2）酶促信号直接跨膜转换
该过程的跨膜信号转换主要由酶连受体来完成。
cell
胞外环境信号：指机械刺激、磁场、辐射、温度、风、 光、CO2、O2、土壤性质、重力、病原因子、水分、营养 元素、伤害等影响植物生长发育的重要外界环境因子。
胞间信号：指植物体自身合成的、能从产生之处运到别 处，并对其他细胞作为刺激信号的细胞间通讯分子，通 常包括植物激素、气体信号分子NO以及多肽、糖类、细 胞代谢物、甾体、细胞壁片段等。
3、第二信使（second messenger）
又称次级信使，是指细胞感受胞外环境信号和胞间信 号后产生的胞内信号分子，从而将细胞外信息转换为 细胞内信息。
一般公认的细胞内第二信使有钙离子（Ca2+）、肌 醇三磷酸（inositol 1,4,5-trisphosphate，IP3）、二酰 甘油（1,2-Diacylglycerol，DG）、环腺苷酸 （cAMP）、环鸟苷酸（cGMP）等。
•高特异性 •高的亲合力 •高饱和性 •可逆性 •通过磷酸化（与动物细胞信号传 导的区别）
细胞生物学第七章总结
第七章细胞骨架与细胞的运动第一节微管真核细胞中细胞骨架成分之一。
是由微管蛋白和微管结合蛋白组成的中空柱状结构。
还能装配成纤毛、鞭毛、基体、中心体、纺锤体等结构，参与细胞形态的维持、细胞运动、细胞分裂等。
微管蛋白与微观的结构存在：所有真核细胞，脊椎动物的脑组织中最多。
直径：24-26纳米中空小管基本构件：微管蛋白α、β异二聚体。
13根原纤维合拢成一段微管。
极性：增长快的为正端，另一端为负端。
（与细胞器定位分布、物质运输方向灯微管功能密切相关）γ微管蛋白：定位于微管组织中心，对微管的形成、数量、位置、极性的确定、细胞分裂有重要作用。
存在形式：单管（存在于细胞质，不稳定）、二联管（AB两根单管构成，主要分布于纤毛和鞭毛）、三联管（ABC三根单管组成，分布于中心粒、纤毛和鞭毛的基体中）一、微管结合蛋白碱性微管结合区域：明显加速微管的成核作用。
酸性突出区域：决定微管在成束时的间距大小种类：MAP-1，MAP-2，MAP-4，tau不同的微管结合蛋白在细胞中有不同的分布区域：tau只存在于轴突中，MAP-2则分布于胞体和树突中。
三，微管的装配的动力学装配特点：动态不稳定性装配过程：1、成核期（延迟期）α和β微管蛋白聚合成短的寡聚体结构，及核心的形成，接着二聚体再起两端和侧面增加使其扩展成片状带当片状带加宽至13根原纤维时，即合拢成一段微管。
是限速过程。
2、聚合期（延长期）细胞内高浓度的游离微管蛋白聚合速度大于解聚速度，新的二聚体不断加到微管正端使其延长。
3、稳定期（平衡期）胞质中游离的微管蛋白达到临界浓度，围观的组装与去组装速度相等（一）微管装配的起始点是微管组织中心中心体和纤毛的基体称为微管组织中心。
作用：帮助大多数细胞质微管装配过程中的成核。
γTuRC：刺激微管核心形成，包裹微管负端，阻止微管蛋白的渗入。
可能影响微管从中心体上释放。
中心体：包括中心粒，中心粒旁物质。
间期位于细胞核的附近，分裂期位于纺锤体的两极。
蛋白质转运的四种方式
蛋白质转运的四种方式1.引言1.1 概述蛋白质是生物体内的重要分子之一，扮演着许多关键生物过程的重要角色。
然而，蛋白质在细胞内的运输过程是一个复杂而精确的过程。
蛋白质需要通过转运来从一个细胞区域运输到另一个细胞区域，以完成其特定的功能。
在这篇文章中，我们将介绍蛋白质转运的四种方式。
蛋白质转运可以通过四种方式实现：扩散转运、被动转运、主动转运和胞吞作用。
每种方式都有其特定的机制和规律。
首先，扩散转运是一种passiveway 的转运方式，它依赖于蛋白质在细胞膜上的渗透过程。
这种转运方式不需要能量的消耗，通过膜的孔道或者渗透因子等物质，使蛋白质自由地从高浓度区域向低浓度区域扩散。
其次，被动转运是一种passiveway 的转运方式，它依赖于蛋白质在细胞膜上的结构和性质。
在被动转运过程中，蛋白质通过膜上的通道或者载体蛋白，被主动物质的浓度梯度所驱动，从高浓度区域移动到低浓度区域。
第三种方式是主动转运，它是一种actives方式的转运方式，需要耗费能量。
在主动转运过程中，蛋白质通过特殊的载体蛋白，逆着物质浓度梯度进行转运，这使得蛋白质能够从低浓度区域向高浓度区域移动。
最后一种方式是胞吞作用，它是一种endocytosis 和exocytosis 的转运方式。
在胞吞作用中，细胞通过细胞膜的包裹和膜囊的形成，将蛋白质包裹在内，并通过吞噬体或囊泡的运动将蛋白质从一个细胞区域转运到另一个细胞区域。
通过对这四种蛋白质转运方式的介绍，我们可以更好地理解蛋白质在细胞内传递和运输的机制。
进一步的研究将有助于揭示细胞内的生物过程，并为未来的药物研发和治疗提供新的思路和方法。
1.2文章结构1.2 文章结构本文将围绕蛋白质转运的四种方式展开详细讨论。
下面将对每个章节的内容进行简要介绍：2.1 第一种方式：在这一部分，我们将深入探讨蛋白质通过膜蛋白的主动转运的过程。
首先将介绍膜蛋白的特征及其在细胞中的重要性。
然后，我们将详细讨论通过膜蛋白实现蛋白质转运的机制和过程。
第七章-细胞信号转导习题及答案
第七章细胞信号转导一、英译中(Translate)1.primary messenger（）2.calcium homeostasis（）3. cell surface receptor（）4. protein kinase,PK（）5. ion-channel-linded receptor（）6. adenylyte cyclase（）7. diacylglycerol,DAG（）8. calcium-dependent protein kinase,CDPK（）9. heterotrimeric GTP binding protein（）10.cross talk（）11.extracellular domain（）12.amplitude modulation（）二、中译英(Translate)1、细胞信号转导（）2、配体（）3、钙调素（）4、GTP结合蛋白（）5、第二信使（）6、G蛋白连接受体()7、三磷酸肌醇（）8、蛋白磷酸酶（）9、类受体蛋白激酶（）10、级联（）11、受体酪氨酸激酶（）12、跨膜 螺旋（）13、胞内蛋白激酶催化结构域（）14、调敏机制（）三、名词解释(Explain the glossary)1、细胞信号转导2、受体 3. calmodulin 4. signal transduction四、是非题（对的打“√”，错的打“×”）(True or false)1、土壤干旱时，植物根尖合成ABA引起保卫细胞内的胞质钙离子等一系列信号转导，其中ABA是第二信使。
（）2、植物细胞中不具有G蛋白连接受体。
（）3、G蛋白具有放大信号作用。
（）4、受刺激后胞质的钙离子浓度会出现短暂的、明显的下降.（）5、少数植物具有双信使系统。
（）6、钙调素是一种不耐热的球蛋白。
（）7、蛋白质的可逆磷酸化是生物体内一种普遍的翻译后修饰方式。
（）8、植物细胞壁中的CaM促进细胞增殖、花粉管萌发和细胞长壁。
第七章 信号传导
重力
根冠柱细胞中淀粉体
含羞草感震运动 光周期诱导植物开 花 低温诱导植物开花 乙烯诱导果实成熟 根通气组织的形成 植物抗病反应
机械刺激、电波 机械刺激、
感受细胞的膜
光周期 低温 乙烯 乙烯、 乙烯、缺氧 病原体产生的激 发子 根瘤菌产生结瘤 因子
光敏色素和隐花色素 茎尖分生组织 乙烯受体 中皮层细胞 激发子受体
第七章 细胞信号转导
由于植物移动性不如动物， 由于植物移动性不如动物，植物在长期的进化过 程中发展起一套完善的信号转导系统， 程中发展起一套完善的信号转导系统，以适应环境的 变化，更好地生存。 变化，更好地生存。 在植物的生长发育的某一阶段， 在植物的生长发育的某一阶段，常常是多种刺激同 时作用。这样，在植物体内和细胞内，复杂、多样的 时作用。这样，在植物体内和细胞内，复杂、 信号系统之间存在着相互作用，形成信号转导网络， 信号系统之间存在着相互作用，形成信号转导网络， 也有人将这种相互作用称作“交谈（ talk） 也有人将这种相互作用称作“交谈（cross talk）” 。 对信号转导网络的认识是近20年来的研究所得， 对信号转导网络的认识是近20年来的研究所得，事 20年来的研究所得 实上，这个网络会复杂得多， 实上，这个网络会复杂得多，需要更多的实验证据来 充实和完善。 充实和完善。
豆科植物的根瘤
凝集素
根皮层细胞大量分裂导致根瘤形成
一些常见的植物信号转导的事例
三、研究内容和意义
1、研究内容 细胞信号转导过程的信号转导途径 和分子机制。 2、意义 调控植物生命活动，提高植物适应 环境的能力；揭示生命进化的本质。 环境的能力；揭示生命进化的本质。
第二节 植物细胞信号转导过程
一、刺激与感受 受体与配体特异性结合
细胞内蛋白质的分选和运输-细胞生物学-课件1-10
细胞内蛋白质有多种运输途径，如到核、线粒体、过氧化物酶
02
细胞不同部位的蛋白质存在不同的运输方式，如通过核孔复 合体进出核的运输为门控运输；到内质网、线粒体、过氧化物酶 体的运输为穿膜运输；而从内质网到高尔基体，高尔基体的各个 区室之间，以及由高尔基体到溶酶体、细胞膜或重新运回内质网 的运输是由运输小泡介导的。
一、信号假说（Hypothesis de signal）和分选信号
1975年提出的假说内容：新合成蛋白质的N-末端有一段信号序列，叫信号肽，其作用是将肽链在合成过程中引导至内质网膜上， 并在内质网中完成蛋白质 合成，信号序列本身则在 蛋白质合成完成前在内质 网中被切除。
The Nobel Prize in Physiology or Medicine 1999
2.信号斑plaque signal ：位于多肽链不同 部位的几个特定氨基酸序列经折叠后 形成的斑块区，具有分选信号的功能。 信号斑是一种三维结构。完成分选任务后 仍然存在。
信号斑
信号肽
不同的氨基酸序列作为分选信号决定蛋白质运输的方向
二、细胞内蛋白质运输的途径
2.共翻译转运的蛋白质运输途径
输入输出信号、内质网的定位和驻留信号、线粒体、过氧化物 酶体的定位信号等。同时，分选信号也可以经加工修饰而成，如 溶酶体酶携带的M-6-P分选信号。
分选信号多为特定的氨基酸序列，形成信号肽或信号斑。如核
01
体的运输在翻译后进行，称翻译后转运途径；到内质网的运输 是在翻译的过程中进行，称共翻译转运途径，此途径还包括蛋白 从内质网经高尔基体到细胞外（生物合成－分泌途径）和溶酶体 的运输；细胞对胞外蛋白的摄取则是通过胞吞作用完成，称胞吞 途径。
门控运输为通过核孔复合体进出核的运输，是一个信号识别 （核输入、输出受体分别识别核输入、输出信号）和载体介导 的主动运输过程。具有选择性、双向性、耗能的特点。蛋白在 核质间的转运受严格的控制。
02
细胞不同部位的蛋白质存在不同的运输方式，如通过核孔复 合体进出核的运输为门控运输；到内质网、线粒体、过氧化物酶 体的运输为穿膜运输；而从内质网到高尔基体，高尔基体的各个 区室之间，以及由高尔基体到溶酶体、细胞膜或重新运回内质网 的运输是由运输小泡介导的。
一、信号假说（Hypothesis de signal）和分选信号
1975年提出的假说内容：新合成蛋白质的N-末端有一段信号序列，叫信号肽，其作用是将肽链在合成过程中引导至内质网膜上， 并在内质网中完成蛋白质 合成，信号序列本身则在 蛋白质合成完成前在内质 网中被切除。
The Nobel Prize in Physiology or Medicine 1999
2.信号斑plaque signal ：位于多肽链不同 部位的几个特定氨基酸序列经折叠后 形成的斑块区，具有分选信号的功能。 信号斑是一种三维结构。完成分选任务后 仍然存在。
信号斑
信号肽
不同的氨基酸序列作为分选信号决定蛋白质运输的方向
二、细胞内蛋白质运输的途径
2.共翻译转运的蛋白质运输途径
输入输出信号、内质网的定位和驻留信号、线粒体、过氧化物 酶体的定位信号等。同时，分选信号也可以经加工修饰而成，如 溶酶体酶携带的M-6-P分选信号。
分选信号多为特定的氨基酸序列，形成信号肽或信号斑。如核
01
体的运输在翻译后进行，称翻译后转运途径；到内质网的运输 是在翻译的过程中进行，称共翻译转运途径，此途径还包括蛋白 从内质网经高尔基体到细胞外（生物合成－分泌途径）和溶酶体 的运输；细胞对胞外蛋白的摄取则是通过胞吞作用完成，称胞吞 途径。
门控运输为通过核孔复合体进出核的运输，是一个信号识别 （核输入、输出受体分别识别核输入、输出信号）和载体介导 的主动运输过程。具有选择性、双向性、耗能的特点。蛋白在 核质间的转运受严格的控制。
植物生理学-第七章 细胞信号转导
RTKs的失敏：
催化性受体的效应器位于受体本身，因此失敏即酶活性速发抑制。 机制：受体的磷酸化修饰。EGF受体Thr654的磷酸化导致RTK活性的 抑制，如果该位点产生Ala突变，则阻止活性抑制，后又发现C 端的Ser1046/7也是磷酸化位点。磷酸化位点所在的C端恰好是 SH2蛋白的结合部位。
激活。CaM与Ca2+有很高的亲和力，一个CaM分子可与4个Ca2+结合。
Ca2+ CaM的靶酶
激素激活的基因调控蛋白（胞内受体超家族）
细胞表面受体: 为胞外亲水性信号分子所激活
细胞表面受体分属三大家族：
离子通道偶联的受体（ion-channel-linked receptor） G-蛋白偶联的受体（G-protein-linked receptor） 酶偶连的受体（enzyme-linked receptor）
红光刺激后大麦叶肉原生质体的钙离子浓度变化
钙调素（CaM）
耐热的球蛋白，等电点4.0, 分子量约为16.7 kD。它是具有148个氨 基酸的单链多肽。
作用方式： 直接与靶酶结合,诱导靶酶的活性构象,而调节靶酶的活性 与Ca2+结合，形成活化态的Ca2+ CaM复合体，然后再与靶酶结合将靶酶
●细胞信号传递的基本特征：
具有收敛（convergence）或发散（divergence）的特点
细胞的信号传导既具有专一性又有作用机制的相似性
信号的放大作用和信号所启动的作用的终止并存 细胞以不同的方式产生对信号的适应(失敏与减量调节)
●蛋白激酶的网络整合信息与信号网络系统中的cross talk
跨膜信号转导无需中间步骤 主要存在于神经细胞或其他可兴奋细胞间的突触信号传递 有选择性：配体的特异性选择和运输离子的选择性
细胞分泌与蛋白质转运
细胞分泌与蛋白质转运细胞分泌是细胞内物质通过囊泡运输的过程，它在细胞生物学中起着至关重要的作用。
而蛋白质转运则是指细胞内外蛋白质的运输和定位过程。
细胞分泌和蛋白质转运密切相关，共同参与了细胞内物质的调控和维持细胞内外环境的平衡。
本文将探讨细胞分泌和蛋白质转运的基本原理、机制和其在生物体中的重要性。
一、细胞分泌的基本原理细胞分泌是指细胞通过囊泡运输的方式将合成的物质释放到胞外。
这些物质可以是蛋白质、多肽、激素、酶、细胞外基质等。
细胞分泌通常分为两种形式，即常规分泌和逆向分泌。
1. 常规分泌常规分泌是指物质通过内质网（ER）、高尔基体（Golgi体）和转运囊泡的方式被分泌到胞外。
在常规分泌过程中，合成的蛋白质在ER 内发生翻译和翻译后修饰，然后被运输到高尔基体。
在高尔基体中，蛋白质经过一系列修饰和包装成囊泡，最终被分泌到胞外。
在这个过程中，细胞内膜系统（endomembrane system）起着关键的作用，它包括ER、高尔基体和囊泡。
2. 逆向分泌逆向分泌是指物质通过囊泡运输的方式被运输到细胞内。
在逆向分泌中，物质通常是通过胞吞作用或内吞作用被囊泡包裹，然后被运输到某个细胞内位置。
逆向分泌是细胞内物质调节和维持细胞内环境平衡的重要途径。
二、蛋白质转运的主要机制蛋白质是细胞分泌和逆向分泌的主要物质之一。
蛋白质转运过程中，细胞需要通过蛋白质合成、修饰、折叠和定位等步骤来确保蛋白质的正确运输和定位。
1. 蛋白质合成蛋白质合成是指在细胞质中通过翻译作用将蛋白质合成出来。
蛋白质的合成是由核糖体（ribosome）和mRNA（messenger RNA）共同参与的。
mRNA是通过转录过程从基因中合成出来的，然后通过核糖体的翻译作用将蛋白质合成出来。
2. 蛋白质修饰和折叠蛋白质在合成后需要经过一系列修饰和折叠的过程来确保其正常的结构和功能。
这些修饰和折叠包括糖基化、磷酸化、甲基化等化学修饰作用以及蛋白质的折叠作用。
蛋白质的运输和折叠
蛋白质的运输和折叠凝固的乳清，在搅拌器中慢慢地分离出清水和黄色的液体，这正是乳清蛋白质。
我们在日常生活和运动中都需要蛋白质的帮助，但是蛋白质并不是在肌肉中唯一的存在。
在我们的身体中，蛋白质做了各种各样的工作。
要想了解蛋白质的作用，必须首先要明白蛋白质形成的过程。
本文旨在探讨蛋白质的运输和折叠，从而使我们对蛋白质的关键角色和重要性有更深入的了解。
蛋白质的结构与功能蛋白质是由氨基酸组成的大分子，其中有20种常见的氨基酸。
氨基酸的序列确定了蛋白质的结构，这种结构与功能息息相关。
蛋白质的功能也是多种多样的，包括酶、运输、生物学信号转导、结构和免疫。
蛋白质具有柔性和可变性，这使它成为合成技术、药物设计和生物制药工作中的热点。
蛋白质的合成蛋白质的合成非常复杂，类似于一个流水线上的流程。
DNA包含了一系列的指令，这些指令告诉细胞合成蛋白质的顺序。
根据指令，细胞逐一地合成氨基酸并将它们串成蛋白质的链。
这个流程具有非常高的准确性和效率，但是它需要许多辅助工具。
蛋白质运输当蛋白质被合成后，它并不能留在细胞内部，而是需要通过胞外区域到达它的目标位置。
蛋白质的运输是通过各种蛋白质通道和分子驳船实现的。
通道能够识别正确的蛋白质，然后将其转运至正确的位置。
蛋白质穿过通道时需要依靠信号传导机制，该机制包括翻译完毕的蛋白质的标记物与通道之间的配对。
蛋白质的折叠和错误蛋白质折叠是一项非常关键的工作，因为蛋白质必须正确地折叠成其所需要的立体构型，以执行其特定的功能。
但是，当一个蛋白质不能正确折叠成其所需的构型时，它就会出现错误。
不当折叠还会导致蛋白质流失或蛋白质不稳定或失去功能。
虽然细胞有许多辅助蛋白来帮助其他蛋白质正确折叠，但在某些病理情况下，蛋白质折叠引发的问题会导致疾病。
例如，丝氨酸蛋白的不当折叠会导致多种不同类型的结构性早衰病。
总结蛋白质是多种多样的生物大分子，拥有多种功能。
正确的蛋白质折叠对于维持细胞功能和健康至关重要。
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目前已知，G蛋白是由α 、β 、γ 亚基组成的异 三聚体，存在于细胞膜上，其α 亚基具有GTPase 活性。
现已发现，在哺乳动物中，G蛋白的α 亚基有20 余种，β 亚基有5种，γ 亚基有12种。
• 酪氨酸蛋白激酶型受体
这类受体由一条多肽链构成的跨膜的糖蛋白组 成，N端位于质膜外，是配体结合的部位。C端 位于胞质内，是具有酪氨酸酶功能区。
随着细胞信号转导研究的深入，人们发现NO、H2O2、 花生四烯酸、环ADP核糖（cADPR）、IP4、IP5、 IP6等胞内成分在细胞特定的信号转导过程中也可充 当第二信使。
4、受体（receptor）
（1）概念 细胞表面或亚细胞组份中的一种天然分子， 可以识别并特异地与有生物活性的化学信 号物质——配体（ligand）结合，从而激 活或启动一系列生物化学反应，最后导致 该信号物质特定的生物学效应。
（3）环核苷酸信号系统
胞外信号 受体 G蛋白 AC cAMP
PKA
蛋白质磷酸化 生物学效应
(三)蛋白质的可逆磷酸化
蛋白质可逆磷酸化是细胞信号传递过程中几乎所有信号 传递途径的共同环节，也是中心环节。
1、植物中的蛋白激酶
（1）钙和钙调素依赖的蛋白激酶
CDPK（calcium dependent protein kinase）是植物 中首先发现的一种钙依赖蛋白激酶，属于Ser／Thr型 蛋白激酶，是一个植物中独特的蛋白激酶家族，也是 目前植物细胞内信号转导途径中研究较为清楚的一种 蛋白激酶。 CDPK活性受Ca2+调节
第二节 植物细胞信号转导
一、概述 （一）基本概念 1、细胞信号转导（signal transduction） 包括细胞感受、转导各种环境刺激、引起相应生理 反应的过程。
第一信使
受体
第二信使 效应蛋白
效应蛋白
2、信号（signal）
简单说来就是细胞外界刺激，又称为第一信使 （first messenger）或初级信使（primary messenger），包括胞外环境信号和胞间信号 （intercellular signal）。
（2）类受体蛋白激酶
2、植物中的蛋白磷酸酶 蛋白磷酸酶（protein phosphotase，PP）与蛋白激 酶在细胞信号转导中的作用相反，主要功能是使磷 酸化的蛋白质去磷酸化，当糖原磷酸化酶在蛋白激
酶作用下磷酸化而被“激活”时，则在蛋白磷酸酶
的作用下脱磷酸化而“失活”，所以有人把蛋白激 酶和蛋白磷酸酶对生物体内蛋白质磷酸化和脱磷酸 化作用称为生物体内的“阴阳反应”。
离子通道（ion channel）是存在于膜上可以跨膜转运 离子的一类蛋白质。
（2）酶促信号直接跨膜转换
该过程的跨膜信号转换主要由酶连受体来完成。 • 受体本身具有“酶”活性 • 受体 结合部位在外 催化部位在内
（3）通过G蛋白偶联受体跨膜转换信号
激素 受体
Ｇ蛋白
酶
第二信使 蛋白激酶
酶或其他功能蛋白磷酸化
3、第二信使（second messenger）
又称次级信使，是指细胞感受胞外环境信号和胞间信 号后产生的胞内信号分子，从而将细胞外信息转换为 细胞内信息。
一般公认的细胞内第二信使有钙离子（Ca2+）、肌 醇三磷酸（inositol 1,4,5-trisphosphate，IP3）、二酰 甘油（1,2-Diacylglycerol，DG）、环腺苷酸 （cAMP）、环鸟苷酸（cGMP）等。
（2）类型 细胞表面受体存在于细胞质膜上，大多数 信号分子不能过膜，通过与细胞表面受体 结合，经过跨膜信号转换，将胞外信号传 至胞内。
膜内受体是指存在于细胞质中或亚细胞组 分（细胞核等）上的受体。大部分水溶性 信号分子（如多肽激素、生长因子等）以 及个别脂溶性激素可以扩散进入细胞，与 膜内受体结合，调节基因转录。
三、反应
b. 结构：αβγ三种亚基 固定于细胞膜内侧
c. 特性：具GTP酶的活性 GTP GDP
d. 种类： （功能） Gs: (Stimulatory G protein) (+)腺苷酸环化酶 cAMP Gi: (inhibitory G protein ) (-)腺苷酸环化酶 cAMP Gq: 活化磷脂酶C-β
（3）功能 与配体相识别；结合配体；引起胞内的生物学功 能的转变。 （4）特点 •高特异性 •高的亲合力 •高饱和性 •可逆性 •通过磷酸化和去磷酸化作用来完成其使命。
（二）植物细胞信号转导的特点（与动物细胞信号传 导的区别）
第一，被动性。 第二，能量自给性。 第三，我们知道动物的神经系统和循环系统在长距离信号 转导传输过程中起着重要的作用，而植物只有木质部和韧 皮部两大输导系统，植物如何将长距离信号传输到相应组 织细胞的信号转导过程同样有别于动物。 同时，植物细胞信号转导系统在某些方面还保留了低等 原核细胞的信号转导机制，例如植物激素乙烯受体ETR1 与细菌双组份信号转导系统之间具有极大的相似性。
A. G蛋白偶联受体家族
a.最大的受体家族 b.受体家族结构相似： 一条多肽链组成的跨膜蛋白 膜外 配体结合的区域 跨膜 7段不连续的肽段组成 膜内 与G蛋白结合的区域
B. GTP-结合蛋白（G蛋白） (GTP binding protein) 是细胞内一类具有重要生理调节功能的蛋白质。
a. 三聚体G蛋白，与膜受体偶联 在细胞跨膜信号转导中起主要作用的是异三聚体G蛋白 (heterotrimeric G-proteins，也被称作大G蛋白)
二、植物细胞信号转导过程
植物细胞的信号转导过程可以简单概括为：
刺激与感受——信号转导——反应三个重要的环节。 （一）刺激与感受
受体
（二）信号转导
此过程相当复杂，主要包括胞外信号的跨膜转换、细 胞内第二信使系统和信号的级联放大以及蛋白质的可 逆磷酸化。
1、信号跨膜转换
（1）通过离子通道连接受体跨膜转换信号
另一种是钙信号产生后通过下游的的不同信号转导因子 决定反应的特异性。
高等植物细胞内钙离子转运多条途径示意图
（2）肌醇磷脂信使系统
通过G蛋白偶联受体激活 (双信使途径)
信 号 分 子
受 体
磷 PIP2 脂 Gq蛋白 酶 DG C-β
Pro C 激 酶 生 理 功 能 调 节
Pro-p
IP3
Ca2+
生物学效应
2、胞内信使系统
目前植物中普遍接 受的胞内第二信使 系统主要有：钙信 使系统和肌醇磷脂 信使系统。
（1）钙信使系统
电 信 号 化 学 信 号 /
受 体
G蛋白 胞浆 Ca2&# 蛋 白 酶
生 理 效 应
/
产生钙信号特异性可能的两种模式： 一种是钙信号本身具有特异性，特异性的钙离子变化决 定生理反应的特异性。
cell
胞外环境信号：指机械刺激、磁场、辐射、温度、风、 光、CO2、O2、土壤性质、重力、病原因子、水分、营养 元素、伤害等影响植物生长发育的重要外界环境因子。
胞间信号：指植物体自身合成的、能从产生之处运到别 处，并对其他细胞作为刺激信号的细胞间通讯分子，通 常包括植物激素、气体信号分子NO以及多肽、糖类、细 胞代谢物、甾体、细胞壁片段等。
膜受体分为: •离子通道受体 •G蛋白偶联受体 •酪氨酸蛋白激酶受体
• 离子通道型受体
由5个亚基组成，形成了5个跨膜区。
• 作用：参与电兴奋性细胞间的突触信号快速传递 • 特点：受体本身构成离子通道 • 举例：N型乙酰胆碱，γ -氨基丁酸受体
• G蛋白偶联型受体
又称蛇型受体。此型受体通常由单一的多肽链或均一的亚 基组成，其肽链可分为细胞外区、跨膜区、细胞内区三个 区。跨膜区由7个α螺旋结构组成；多肽链的N-端位于细胞 外区，而C-端位于细胞内区；在第五及第六跨膜α螺旋结 构之间的细胞内环部分（第三内环区），是与G蛋白偶联 的区域。 大多数常见的神经递质受体和激素受体是属于G 蛋白偶联型受体。