【正文】 ngal elicitor）的反應(yīng)能力。這是證明 G蛋白可以調(diào)節(jié)植物中離子通道的直接證據(jù)。暗示一種或幾種 G蛋白可能參與了紅光信號的轉(zhuǎn)導(dǎo)。但還未發(fā)現(xiàn)植物細(xì)胞中有類似動物中的 ras小 G蛋白，這可能說明植物與動物對環(huán)境信號有不同的感知反應(yīng)，因而動植物參與信號轉(zhuǎn)導(dǎo)的蛋白（ G蛋白）在分子結(jié)構(gòu)上與動物有所差異。 ? 有大量的誘變突變體可供應(yīng)用 ,且已商品化 。 ? 產(chǎn)生的種子量大 ,有利于進(jìn)行遺傳分析 ,即繁殖系數(shù)大 。擬南芥是自花受粉植物，基因高度純合，用理化因素處理突變率很高，容易獲得各種代謝功能的缺陷型。擬南芥的基因組是目前已知植物基因組中最小的。我國內(nèi)蒙、新疆、陜西、甘肅、西藏、山東、江蘇、安徽、湖北、四川、云南等省區(qū)均有發(fā)現(xiàn)。長角果線形，長 1～ ?；~有柄呈蓮座狀，葉片倒卵形或匙形；莖生葉無柄，披針形或線形。 擬南芥（ Arabidopsis thaliana） 十字花科。目前用動物的 G蛋白抗體來檢測植物 G蛋白，但不是所有在的植物 G蛋白都可用動物的 G蛋白的抗體能檢測出來。 PTX能使所有位于異三聚體 Gα C末端的 Cys的殘基 ADP核糖基（ ADPadenosine diphosphate 腺苷二磷酸）化，且專一性強(qiáng)，不受樣品中其他蛋白或 ADP核糖基因子（ ARFs）的影響。一般方法先用 32P 標(biāo)記 NAD+（作為 ADP核糖基的供體），再把細(xì)菌毒素和蛋白樣品一起保溫一定時間后，取回蛋白用 SDS— PAGE分離后放射后顯影。 C）細(xì)菌毒素誘導(dǎo)的核糖基化實(shí)驗(yàn)（ ADP—ribosylation assay） 一些細(xì)菌毒素可以使異三聚體 Gα cys 殘基 ADP核糖基化。通常在待測樣品中加入 γ 位磷酸標(biāo)記 GTP [（ γ 32p） GTP]，測定液相中 32P放射性強(qiáng)度來表示 GTPase活性的大小。但異三聚體 G蛋白的小 G蛋白及其他 GTP結(jié)合蛋白都與 GTP結(jié)合，故這種 GTP標(biāo)記還不能區(qū)別 G蛋白屬于哪一類，但可在樣品的制備時進(jìn)行預(yù)處理，如利用超濾 Centricone 可以鑒別異三聚體 G蛋白和小 G蛋白。 將 G蛋白的樣品與帶放射性標(biāo)記的非水解的GTP類似物一起保溫進(jìn)行標(biāo)記，以放射性強(qiáng)度高低來說明 G蛋白活性的大小。 （ 2） G蛋白基因的克隆 G蛋白的基因克隆 植 物 基 因 拷 貝 數(shù) 產(chǎn) 物 擬 南 芥 gpa1 單拷貝 GPα 1 番 茄 tga1 單拷貝 GPα 1 衣 藻 cb1p WD40(重復(fù)的二級結(jié)構(gòu) ) 玉 米 zgb1 單拷貝 Gβ 擬 南 芥 agb1 單拷貝 Gβ （ 2）檢測 G蛋白的生化方法 A） GTP結(jié)合實(shí)驗(yàn)（ GTP— binding assays）， G蛋白可以結(jié)合 GTP。 B．小 G蛋白的（ small GTPbinding protein）為單體，僅 2030KD。但植物上至今尚未發(fā)現(xiàn)有 γ亞基存在，不過人們依據(jù)已克隆到的基因序列分析，推測植物中有 γ 亞基存在。區(qū)域都與 GTP結(jié)合及與 GTP酶活力有關(guān)； G區(qū)域則與 GTP結(jié)合，并與腺苷酸環(huán)化酶相互作用有關(guān)。已經(jīng)克隆的 Gα 蛋白的 cDNA，發(fā)現(xiàn) G 蛋白的一級結(jié)構(gòu)中高度保守的結(jié)構(gòu)區(qū)域，即 P區(qū)域，G180。 α 亞基的差別較大，是 G蛋白的分類依據(jù)，具有一共同的 GTP結(jié)合位點(diǎn)，和有 GTP酶的活性，即可以把 GTP水解成 GDP和無機(jī)磷酸。 動物細(xì)胞中三種受體 IP3的受體 另兩種受體（細(xì)菌，乙烯受體）：雙分子系統(tǒng)和雜合酶系統(tǒng) 光反應(yīng)紅光受體 光敏色素組成一個蛋白質(zhì)家族，各有不同生理功能 1．植物 G蛋白 GTP ATP cAMP+PPi C C A B C α β GDP γ α β GDPγ α β GTP γ 腺苷酸環(huán)化酶 C G 蛋白 R R R （ 1）植物 G蛋白種類及結(jié)構(gòu) G蛋白 動物 G蛋白由 α 、 β 和 γ 三個亞基組成。 ? 具有 特異性、高親和力、可逆性 等特點(diǎn)。 第一節(jié) Over view of signal transduction 1 The stream of signals is continuous and plex 2 Signal transduction work within cells, among Cells and through the plant 3Finally modified gene expression ? Different signal effects Different transduction works in different way and different place ? But finally change the gene expression pattern 4 Plant cells containing two information system geic and epigeic –RNAProtein (phenotype ) many phenotype are strongly modified by environmental factor and gene respond environmental stimulates are epigenes have pleiotropic function 5 two major signal transduction pathway in plant ? Cytosolic Calcium ? Protein kinase /phosphorylase 環(huán) 境 刺 激 胞 間 信 號 受體 G蛋白 效應(yīng)器 細(xì)胞外 細(xì)胞膜 細(xì)胞質(zhì) 酪氨酸蛋白激 酶 初級信使 膜上信號轉(zhuǎn)換系統(tǒng) 第二信使 cAMP Ca2+ IP3 DAG Ca2+ 調(diào)節(jié)蛋白 PKA PKCa2+ 第二章 植物細(xì)胞信號轉(zhuǎn)導(dǎo) ? 生長和發(fā)育是基因在一定時間、空間上順序表達(dá)的過程 ， 而基因的表達(dá)同時受到內(nèi)外環(huán)境的調(diào)控 。 ? 植物細(xì)胞信號轉(zhuǎn)導(dǎo) (signal transduction)： 是植物感受、傳導(dǎo)環(huán)境分子的刺激及其在發(fā)育過程中調(diào)控基因的表達(dá)和生理生化反應(yīng)，包括信號、受體、信號轉(zhuǎn)導(dǎo)網(wǎng)絡(luò)和反應(yīng)等環(huán)節(jié)。CaM PKCa2+ PKC 酶 蛋 白 磷 酸 化 修 飾 細(xì) 胞 反 應(yīng) CaM 胞間信號傳遞 膜上信號轉(zhuǎn)換 胞內(nèi)信號轉(zhuǎn)導(dǎo) 蛋白質(zhì)可逆磷酸化 6 Signal perceiving ? To initiate transduction, the signal must be Senesced by receptor or changing membrane potential ? Regulate receptor concentration can change the sensitivities of cell to signal ? Many receptors when bind its ligand (signal) active protein kinase and protein phosphatase activities ? Intracellular receptors can act as ion channel 接受信號主要通過蛋白受體或改變膜電位 受體位置 光反應(yīng)紅光受體 光敏色素組成一個蛋白質(zhì)家族，各有不同生理功能 光形態(tài)建成中信號傳導(dǎo)效應(yīng)的復(fù)雜性 第二節(jié) 植物細(xì)胞跨膜信號轉(zhuǎn)導(dǎo) 受體 (receptor)： 是在效應(yīng)器官細(xì)胞表面或亞細(xì)胞組分中可特異地識別并結(jié)合信號分子 —配體 (ligand) ,或物理信號（光溫信號）大分子物質(zhì)，多為為蛋白質(zhì)。 受體位置 An example of intracellular receptor ? The receptor for glucocorticoid hormone (cortisol糖皮質(zhì)激素 ) differs from the others in that it is located in the cytosol, anchored in an inactive state to a cytosolic protein. Binding of the hormone causes the release of the receptor from its cytosolic anchor, and the receptor–hormone plex then migr