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第一篇 基础篇1

第一章 绪论1

1.细胞信号转导研究的内容、任务和意义1

2.细胞信号的主要种类2

2.1 生物大分子的结构信号3

2.2 物理信号6

2.3 化学信号8

第二章 胞间信号10

1.胞间通讯的类型10

1.1 直接接触型：识别与粘合10

1.2 直接联系型：间隙连接11

1.3 间接联系型：分泌化学信号13

2.细胞分泌化学信号的种类及特性13

3.内分泌激素17

3.1 信号的分级传递与控制17

3.2 信号分子的释放18

3.3 信号分子的血液传输19

3.4 信号分子的接收与灭活19

4.神经递质20

4.1 信号分子的释放20

4.2 信号分子的接收与灭活22

5.神经肽22

5.1 神经肽的种类22

5.2 神经肽的作用特点24

6.局部化学介导因子24

7.气体信号分子26

第三章 受体及跨膜信号转换28

1.受体的基本概念及特征28

1.1 受体的基本概念28

1.2 受体的主要特性28

2.细胞内受体的作用机制30

2.1 甾类激素受体作用基本特征30

2.2 甾类激素受体的结构和功能32

3.细胞表面受体的种类与结构33

3.1 离子通道型受体33

3.2 G蛋白偶联型受体35

3.3 具有酶活性的受体35

4.细胞表面受体的跨膜信号转换36

4.1 产生胞内信使36

4.2 酶促信号直接跨膜转换38

4.3 内在化作用38

5.受体的研究方法39

5.1 标记配体法检测受体39

5.2 亲和技术提纯受体39

5.3 分子克隆技术获取微量受体40

第四章 G蛋白与跨膜细胞信号转导42

1.异三聚体G蛋白42

1.1 异三聚体G蛋白的基本结构42

1.2 异三聚体G蛋白的种类43

1.3 异三聚体G蛋白与细胞信号跨膜转换模型45

1.4 异三聚体G蛋白的信号转导功能48

2.小G蛋白家族49

2.1 Ras50

2.2 微管蛋白β亚基50

3.G蛋白存在的生物学意义51

第五章 胞内信使——cAMP与cGMP52

1.cAMP的发现及第二信使学说的提出52

2.胞内信使cAMP的产生与灭活54

2.1 cAMP信号的产生55

2.2 cAMP信号的灭活56

3.cAMP信号传递模型58

4.cAMP信号调节的生理过程61

4.1 糖原代谢62

4.2 基因表达64

4.3 神经系统的调节65

5.胞内信使cGMP65

5.1 cGMP信号的产生与灭活66

5.2 cGMP信号传递的功能67

第六章 胞内信使——IP3与DG71

1.双信使途径71

1.1 双信使途径的发现71

1.2 双信使途径模型72

2.质膜肌醇磷脂代谢——信号分子的产生和灭活73

2.1 肌醇磷脂的结构和组成73

2.2 肌醇磷脂循环及有关酶类74

3.IP3/Ca2+和DG/PKC信号传递途径78

3.1 IP3/Ca2+信号传递途径78

3.2 DG/PKC信号传递途径83

4.双信使途径之间的相互作用89

第七章 胞内信使——钙离子91

1.钙信使的发现91

1.1 钙功能研究的历史91

1.2 钙离子成为胞内信使的基础92

2.细胞的钙转移系统93

2.1 细胞钙的分布93

2.2 质膜上的钙转移系统94

2.3 内质网钙转移系统97

2.4 线粒体钙转移系统100

3.钙信号的产生、终止及传递途径101

3.1 钙信号的产生与终止101

3.2 钙信号的时空性——钙振荡与钙波102

3.3 Ca2+信号的时空性——持续信号103

4.钙结合蛋白104

4.1 EF手形家族105

4.2 附加蛋白(annexin)家族108

5.钙调素110

5.1 钙调素的发现110

5.2 钙调素的理化特性111

5.3 钙调素的活化及作用方式112

5.4 钙、钙调素依赖的蛋白质磷酸化116

5.5 钙与钙调素的生理功能118

6.钙信号的研究方法121

6.1 细胞内自由钙离子浓度的测定121

6.2 钙调素的研究方法124

第八章 具有酶活性的表面受体与细胞信号转导128

1.酪氨酸蛋白激酶与磷酸酶128

1.1 酪氨酸蛋白激酶(PTK)128

1.2 酪氨酸蛋白磷酸酶(PTP)130

2.具有受体功能的酪氨酸蛋白激酶(RPTK)131

2.1 基本结构131

2.2 亚类132

2.3 RPTK的活化与活性调节133

2.4 信号转导——Ras途径137

3.具有受体结构的酪氨酸蛋白磷酸酶(RPTP)138

3.1 类型与结构138

3.2 配体139

3.3 信号转导功能139

4.细胞因子受体超家族140

4.1 结构140

4.2 信号转导——JAK-STAT途径140

5.具有受体结构的丝氨酸和苏氨酸蛋白激酶141

第九章 蛋白质的可逆磷酸化及其对基因表达的调控143

1.蛋白质的磷酸化与脱磷酸化143

1.1 基本概念143

1.2 蛋白质可逆磷酸化在信号转导中的意义144

2.蛋白激酶145

2.1 共同特征145

2.2 分类146

3.蛋白磷酸酶148

3.1 Ser/Thr型蛋白磷酸酶148

3.2 双重底物特异性蛋白磷酸酶151

4.蛋白激酶与蛋白磷酸酶的协调作用——“阴阳学说”152

5.蛋白质的磷酸化与基因表达调控153

5.1 对转录因子的核转位调节154

5.2 对转录因子与DNA结合活性的调节155

5.3 对转录因子转录活性的直接调节156

第十章 细胞信号转导途径之间的相互作用159

1.细胞信号转导途径的多样性159

1.1 质膜脂肪酸代谢与信号传递159

1.2 质子跨膜信号传递162

2.胞内信号转导途径间的相互作用164

2.1 cAMP与Ca2+信号途径165

2.2 cAMP与肌醇磷脂信号途径166

2.3 Ca2+与肌醇磷脂信号途径167

3.细胞对多种信号途径的整合作用168

第二篇 植物篇171

第十一章 植物细胞信号转导研究概况171

1.环境刺激与胞外信号171

1.1 环境刺激171

1.2 胞间化学信号172

1.3 胞间物理信号173

2.跨膜信号转换：受体与G蛋白174

2.1 受体174

2.2 G蛋白175

3.细胞内信号175

3.1 Ca2+信号175

3.2 双信使178

4.蛋白质的可逆磷酸化179

4.1 蛋白磷酸化酶179

4.2 蛋白磷酸酶179

5.展望180

第十二章 植物细胞跨膜信号转导182

1.植物G蛋白与细胞跨膜信号转导182

1.1 植物中G蛋白的存在182

1.2 G蛋白在植物细胞信号转导中的作用186

1.3 在体内研究植物G蛋白功能的分子生物学方法189

2.植物细胞中具有受体功能的蛋白激酶(RLK)190

2.1 RLKs的种类和结构190

2.2 RLKs基因表达191

2.3 RLKs的生物学功能192

2.4 RLKs的信号转导194

3.细胞质膜氧化还原系统与信号转导195

3.1 质膜氧化还原系统的构成196

3.2 质膜氧化还原系统的功能198

3.3 质膜氧化还原系统与信号传递200

第十三章 植物细胞的光受体与光信号转导203

1.红光远红光受体及其信号转导203

1.1 光敏色素基本特性203

1.2 光敏色素信号转导208

2.蓝光和紫外光受体及其信号转导212

2.1 蓝光的生理效应212

2.2 蓝光和UV-A受体214

2.3 蓝光信号转导217

第十四章 植物激素作用的分子基础和信号转导220

1.生长素作用的分子基础和信号转导220

1.1 生长素诱导的生理功能研究220

1.2 生长素的信号转导222

1.3 生长素诱导的基因224

2.脱落酸作用的分子基础和信号转导225

2.1 ABA生物合成与生理功能缺陷突变体研究225

2.2 ABA信号转导及其突变体分析229

3.乙烯作用的分子基础和信号转导234

3.1 乙烯的主要生理功能234

3.2 植物感受乙烯的信号传递235

第十五章 植物病理反应及病原侵染信号转导240

1.水杨酸信号分子在植物病理反应中的作用240

1.1 植物中的SA240

1.2 SA与植物抗病反应240

1.3 SA的生物代谢与SA糖苷(SAG)的作用243

1.4 SA的作用机制：SA结合蛋白(SABP)的作用244

1.5 SA信号转导途径：基因表达的调节246

2.寡糖素在抗病诱导中的作用及其信号转导247

2.1 寡糖素的种类和结构248

2.2 寡糖素的产生与转移251

2.3 几种寡糖素的生物学活性252

2.4 寡糖素信号转导253

3.脂肪酸信号分子在植物病理与愈伤反应中的作用255

3.1 植物中的脂肪酸信号分子255

3.2 脂肪酸在植物病理反应中的作用257

3.3 茉莉酸作为伤害信号的研究258

第十六章 机械与伤害刺激信号转导260

1.机械刺激信号转导260

1.1 机械刺激对植物形态建成的作用260

1.2 胞液Ca2+的变化介导机械刺激信号261

1.3 CaM参与机械信号转导的证据261

1.4 机械信号被感受的可能机制262

2.伤害刺激信号转导263

2.1 化学信号264

2.2 物理信号：电信号265

第十七章 植物生长发育的调节控制与信号转导267

1.细胞增殖调控及信号转导267

1.1 细胞周期及其调控267

1.2 细胞增殖与细胞信号转导271

2.拟南芥花发育过程中信号转导的遗传分析275

2.1 营养态向生殖态的转变275

2.2 花序分生组织的形成279

2.3 花器官的形成及其决定281

2.4 花器官的生长和分化283

附录 本书常见缩写符号286