植物细胞G-蛋白的研究

进展

细胞信号系统是80年代以来生物学研究领域中最活跃的课题之一，其主要研究对象是生物体对外界刺激做出反应时，细胞内发生的一系列生理生化变化，也即外界刺激信号在细胞内的传递过程。

细胞信号转导主要是研究胞间信号（如激素）以及外界环境因子作用于细胞表面或胞内受体后，如何跨膜传递形成胞内第二信使，以及其后的信号分子级联传递、诱导基因表达和引起生理生化反应等过程。

细胞信号学说将细胞信号分子分为细胞外（第一信使）与细胞内（第二信使）信号两类，第一信使一般作用于细胞表面受体，经跨膜机制转换为胞内信号而起细胞生理功能和基因表达的作用。这些物质发挥作用时只能增强或减弱细胞内原有的生理过程，而不是作为能源参与这些过程，更不是发动细胞内原来不存在的生理过程。

第一信使和第二信使都是具有特殊结构的有机化合物，因此物体内的信息传递实质上也是化学物质的传递。作为第一信使的激素、生长因子和神经递质均被发现了数十种，但到目前为止，我

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们所发现的第二信使物质则寥寥可数。为什么如此众多的第一信使物质只通过几个第二信使分子的传递而产生广泛的生物学效应？有没有可能存在着很多尚未被发现的第二信使物质？是由于这类化学物质含量低、变化快、捕捉和分析鉴定困难的缘故吗？ 生物体在生长发育过程中不断地与环境进行物质交换。因此，负责识别、转导、接受、处理环境的有关信号转导途径成为人们感兴趣的研究对象，尤其是比原核生物更完善、更精细的真核生物的信号转导途径。目前为人们所知的真核生物信号途径有：G-蛋白系统、蛋白质激酶系统、氧化氮系统等，这些系统之间彼此沟通，组成更高一层的信号转导网络。在这些系统中，G-蛋白是研究得最多的，自从70年代初在动物细胞中首先发现G-蛋白的存在以来，有关G-蛋白的研究进展迅速。现在已不仅所有真核细胞中存在G-蛋白，而且已经证明G-蛋白在细胞信号转导过程中有着非常重要的调节作用

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。G-蛋白的发现和研究，不仅使人们对细

胞信号转导以及神经系统的信息传递有了新的进一步认识，而且在临床医学上有广泛的应用前景和价值。

90年代以来，在细胞信号转导系统中起着信号放大以及调节信号转换通路作用的G-蛋白,相继在许多植物中发现。G-蛋白可能参与植物抗病信号转导也有报道。经过不断的不懈努力，对G-蛋白介导的信号传递机制了解的越来越清楚，在植物中的研究的也达到了一定的深度作一概述。

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。本文主要对植物细胞G-蛋白的最新研究进展

1 G-蛋白信号系统

G-蛋白是一种GTP结合蛋白质，它的发现对于整个细胞信号转导的研究具有重要意义。G-蛋白分子自身的多样性、趋异性和精细的调节，使得复杂的外部信号转导进细胞内部而不产生差错。胞外信号被位于细胞膜表面的受体（R）识别后通过G-蛋白转导到效应器（E），产生多种第二信使，到达最终的靶位点。而负责开放或关闭这条途径的却是G-蛋白本身，这便是G-蛋白信号途径的要点。

2 G-蛋白的发现

G-蛋白的发现是生物学一大成就同事

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。1971年，Rodbell及其

在证实刺激或抑制腺苷酸环化酶（AC）的活性都需要GTP

的参与时提出G-蛋白这一概念。1977年，Ross和Gilman发现在受体和效应器之间存在的一个转换器为G-蛋白，并在1980年完成了G-蛋白的纯化。此后10多年来G-蛋白的研究取得了突飞猛进的发展。Rodbell和Gilman也因此获得1994年诺贝尔医学生理学奖。

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