【文章內(nèi)容簡介】 receptor protein kinase， RPKs） :為一種跨膜受體。胞外部分與配基 (ligand)相識別，胞內(nèi)部分具內(nèi)源的蛋白激酶活性，并依賴其內(nèi)源的蛋白激酶活性轉(zhuǎn)導胞外信號。 RPKs有兩種類型如下： 1. 酪氨酸蛋白激酶類：以酪氨酸為靶氨基酸； 2. 絲氨酸 /蘇氨酸蛋白激酶類：以絲或 (和 )蘇氨酸為靶氨基酸； kinomics 激酶組學 植物中還沒有證實動物細胞 RPKs同源的植物基因產(chǎn)物具有受體功能，也未發(fā)現(xiàn)這類蛋白的天然配基，故稱這類蛋白為類受體蛋白激酶（ receptorlike protein kinase, RLKs）。 RLKs的種類和結(jié)構(gòu) RKLs的結(jié)構(gòu) ? 胞外結(jié)構(gòu)域 (extracellular domain)。 ? 跨膜螺旋區(qū) (membrane spanning helix)。 ? 胞內(nèi)蛋白激酶催化結(jié)構(gòu)域 (intracellular protein kinase catalytic domain). 胞內(nèi)蛋白激酶催化結(jié)構(gòu)域（ intracellular protein kinase catalytic domain），有 40%氨基酸同源。依胞外結(jié)構(gòu)域可分為 3大類 : ? S結(jié)構(gòu)域（ Sdomain）的RLKs 玉米、油菜、擬南芥和水稻中均有發(fā)現(xiàn)。其胞外結(jié)構(gòu)域一部分較保守，同源性大約為 20－ 25％。特定位置是保守的 10個半胱氨酸其余差異較大，這可能是不同配基結(jié)合的特異性不同的原因。 （ Leucinerich repeat, LRR）的 RLKs 特點是在胞外結(jié)構(gòu)域中是有重復出現(xiàn)的氨基酸，保守結(jié)構(gòu)與一般為LeuxxLeuxxAsnxLeu。此外，不同的 RLKs的一級結(jié)構(gòu)差異很大。這一結(jié)構(gòu)有利于蛋白質(zhì)之間的相互作用。 （ Epidermal growth factorlike） RLKs ? 具有類似動物細胞表皮生長因子的結(jié)構(gòu)。擬南芥細胞中分離到一種該類 RLKs，稱為 Pro25。該蛋白與植物葉綠素 a, b結(jié)合蛋白氨基末端的氨基酸序列有較高的同源性，并缺乏氨基末端的信號肽。 RLKs基因表達 RLKs種類 物 種 基因名稱 表 達 組 織 Sdomain RLKs 玉米 Zmpk1 幼苗、根、莖和穗絲細胞 擬南芥 RLK1 蓮座叢生葉細胞 LRRRLKs 擬南芥 RLk5 莖頂端細胞 擬南芥 Tmk1 葉片、莖、根、長角果及花 EGFRLK 擬南芥 Pro25 成熟葉片 多數(shù) RLKs的功能不太清楚。有些基因在多種細胞中表達，有的在特定組織中表達。如 : RLKs的生物學功能 植物細胞中 RLKs具有自磷酸化的活性，其中有些 RLKs的磷酸化位點主要為絲氨酸，蘇氨酸，絲氨酸 /蘇氨酸，從而暗示不同的RLK具有不同的功能。 自交不親和與柱頭細胞中的 S糖蛋白（ Slocus glycoprotein， SLG）， S受體激酶（ Slocus receptor kinase, SRKs）有關。據(jù)研究，花粉不親和可能與柱頭細胞的 S糖蛋白和 S－受體激酶二者之間的相互作用有關。SLG和 SRK識別形成一個異聚體的受體復合物，后者接受花粉粒上的信號，并誘導花粉粒中游離的 Ca2+濃度變化及一系列事件，引起花粉萌發(fā)，如 SLG和 SRK不能識別，就不能形成受體復合體，不能接受花粉粒信號，花粉也就不能萌發(fā)。 Membrane anchor site Serine/threonine protein kinase domain Signal peptide Leucinerich repeat Transmembrane domain Conserved motif Leucine zipper domain DNA binding site C C C C C N N N N N Pto tomato。 bacterial resistance Xa21 rice。 bacterial resistance Hs1 sugar beet。 nematode resistance. Cf9, Cf2 tomato。 fungal resistance L6 flax。 fungal resistance RPS2, RMP1 Arabidopsis。 bacterial res. N tomato。 viral resistance Prf tomato。 bacterial resistance Protein structure of cloned resistance genes 抗番茄葉霉病基因 Cf9編碼一個跨膜蛋白，該蛋白胞外結(jié)構(gòu)域具有 28個 LRR結(jié)構(gòu)，并含有一個短的胞內(nèi)尾肽結(jié)構(gòu)。這種結(jié)構(gòu)與RLKs胞外結(jié)構(gòu)域同源，暗示它們可能具有RLKs的功能。 番茄細胞中與抗細菌病原有關的基因 Pto 編碼一種絲／蘇氨酸蛋白激酶，后者可能與質(zhì)膜相連。 宋文元等在 1995年克隆 Xa21，由該基因 cDNA推知的蛋白質(zhì)共由 1025個氨基酸組成，其中由 81至 634號氨基酸構(gòu)成的多肽鏈含有 23個由 24個氨基酸構(gòu)成的 LRR結(jié)構(gòu)來構(gòu)成胞外結(jié)構(gòu)域，由 651－ 675號氨基酸構(gòu)成的多肽鏈為疏水性肽段，構(gòu)成跨膜螺旋，而由 708－ 1025號氨基酸構(gòu)成的胞內(nèi)結(jié)構(gòu)具有典型的絲／蘇氨酸蛋白激酶催化結(jié)構(gòu)域，并且該基因產(chǎn)物與已知的植物細胞 RLK和 RLK相關蛋白有很高的同源性，這一結(jié)果也證實植物細胞可以通過位于質(zhì)膜表面的 RLKs接收和傳遞外界病原信號。 RLKs的信號轉(zhuǎn)導 RLKs是一種跨膜蛋白，又具有受體蛋白激酶活性，所以對外界信號的接收，跨膜轉(zhuǎn)導及向膜內(nèi)的原初傳遞均可由 RLKs獨立完成。目前僅知激酶結(jié)合蛋白磷酸酶可能是 RLKs信號轉(zhuǎn)導途徑中的組分。 KAPP（ kinaseassociated protein phosphatase）分子由三部分組成，氨基末端為定位于膜上的結(jié)構(gòu)，中間結(jié)構(gòu)域可與蛋白激酶發(fā)生相互作用，羧基末端與磷酯酶 C催化結(jié)構(gòu)同源。 KAPP在體外活化的 RLKs及酶結(jié)構(gòu)相結(jié)合，但這種結(jié)合依賴于 RLKs的磷酸化狀態(tài)。如果 RLKs蛋白脫磷酸化， KAPP就不能與 RLKs結(jié)合。由于 RLKs自磷酸化的位點為絲氨酸和蘇氨酸，因而， KAPP可能識別 RLKs上被磷酸化的絲氨酸或蘇氨酸二者之一或全部并與之結(jié)合。 還有許多問題有待解決： 植物細胞中 RLKs的天然配基、靶蛋白以及 RLKs在植物細胞中的生物學功能是什么？ 配基能否誘導 RLKs二聚體化？ LRKs信號傳遞途徑的組成。雖然已知 KAPP可能是RLKs信號途徑的組分，但對其作用機制并不清楚。參與這一途徑的其他組分也不清楚。不了解 RLKs信號傳遞鏈的組成就很難對 RLKs的功能和作用機制有明確的認識。 ? Signal transduction pathways often involve the generation of second messengers, transient secondary signals inside the cell that greatly amplify the original signal. ? For example, a single hormone molecule might lead to the activation of an enzyme that produces hundreds of molecules of a second messenger. 第三節(jié) 細胞內(nèi)的第二信使 ? Among the most mon second messengers are ? 3′,5′cyclic AMP (cAMP)。 ? 3′,5′cyclic GMP (cGMP)。 ? nitric oxide (NO)。 ? cyclic ADPribose (cADPR)。 ? 1,2diacylglycerol (DAG)。 ? inositol 1,4,5trisphosphate (IP3)。 ? and Ca2+ (Figure). 第三節(jié) 細胞內(nèi)的第二信使 ? 植物細胞胞內(nèi)第二信使主要有： ⑴ Ca2+ ⑵ cAMP ⑶ IP3(三磷酸肌醇 ) ⑷ DAG (二酯酰甘油 ) 一、鈣離子和鈣結(jié)合蛋白 1 植物細胞的鈣離子 胞外鈣庫 ：細胞壁； 胞內(nèi)鈣庫 ：液泡、內(nèi)質(zhì)網(wǎng)、線粒體