细菌内双组分信号转导•一、概念•二、双组分信号转导系统的组成•三、双组份信号转导对生物学活性的调控作用•四、双组分系统转导通路的研究方法•五、双组分系统研究过程一、概念•1.信号转导•2.微生物信号转导•3.细菌双组分信号转导信号转导•细胞或者识别与之相接触的细胞，或者识别周围环境中存在的各种化学和物理信号•并将其转变为细胞内各种分子活性的变化，从而改变细胞的某些代谢过程，影响细胞的生长速度，甚至诱导细胞凋亡，这种针对外源信息所发生的细胞应答反应全过程称为信号转导(signaltransduction)。微生物信号转导•微生物是地球上最多变、适应性最强的有机体，尤其是细菌，能够在动植物无法存活的环境生长。•微生物拥有复杂而精密的信号系统来应对体内外环境变化，从而适应环境并得以生存。细菌双组分转导•1.双组分系统是广泛存在于原核和真核细胞中的信号转导系统，主要由组氨酸蛋白激酶（HPK）和响应调节蛋白（RR）两个组分组成。•2.双组分系统信号通路一般包括信号的输入、HPK自身磷酸化、信号输出等环节。•3.从细菌的角度，当它入侵宿主体内时，环境中各种营养物质的含量、温度、渗透压和PH值等都发生了改变，同时一些毒性物质也出现在其生存的环境中，因此，细菌为了生存，其必然拥有一套特有的对外部环境持续监控的信号系统，以检测环境中各种生理因素的改变，并据此迅速调节自身的结构和生理行为，达到适应新环境和生存繁殖的目的。二、双组分信号传导系统的组成双组分信号通路双组分信号通路HPKHPK感受到外界环感受到外界环境信号后境信号后,,使使RRRR磷磷酸化酸化,,将外界信号将外界信号传递到胞内传递到胞内..整个整个双组分信号通路由双组分信号通路由信号输入信号输入(input)(input)、、HPKHPK自身磷酸化自身磷酸化、、RRRR磷酸化磷酸化及及输出输出（（ooutput)utput)等环节构成等环节构成双组分信号转导系统的组成•经典的双组分信号传导系统由组氨酸激酶[histidinekinase，HPK]又称为传感器激酶和反应调控蛋白(responseregulator，RR)组成。•双组分系统只负责信号的输入、转导、输出。信号的识别和感受是由其他分子,如细胞表面受体或运输蛋白来完成,由它们再将信号传递到HPK。双组分信号传导系统的组成组氨酸激酶HPK紧贴最外层跨膜部分，位于胞质内。是细菌感应各种环境变化必需的，通常是由两个单体组成的同源二聚体膜蛋白，每个单体含有一个可变的传感器结构域和一个保守的传递器结构域。其传感器结构域负责检测和编码输入信息。双组分信号传导系统的组成组氨酸激酶的传递器结构域由N端DHp(二聚化组氨酸磷酸转移)结构域和C端CA(催化结合ATP)结构域组成。DHp结构域能形成一个稳定的二聚体结构，其上含有一个能发生自身磷酸化组氨酸位点；CA催化结构域由保守的N、G1、F和G2盒组成，含有一个与ATP结合的基序。DHp和CA结构域连接在一起，使ATP的磷酸基团转移到DHp上的组氨酸位点上，所有双组分系统的传递器结构域都是保守的。双组分信号传导系统的组成反应调控蛋白RR位于胞质内。是双组分信号转导系统中的第二个组分，含有一个或多个保守的N端接受器结构域又称为输入结构域和可变的C端效应器结构域又称为输出结构域。反应调控蛋白控制输出信息。双组分信号传导系统的组成•反应调节蛋白在其N端为接收器，大约具有120个保守性的氨基酸顺序和磷酸化位点。C端功能区具有DNA结合或其它调节功能,对其目标基因进行转录调控。接收器元件和输出功能区常由易弯曲的衔接物连接。双组分信号传导系统的组成当外界或内部环境发生变化时，组氨酸激酶的传感器结构域能够感应环境的刺激并迅速二聚化，导致催化ATP依赖的特定的组氨酸残基自我磷酸化，然后反应调控蛋白催化组氨酸的磷酸基团转移到它自身的天门冬氨酸残基上，反应调控蛋白的磷酸化激活效应器结构域，从而与下游基因的启动子或蛋白作用，产生调控应答反应。双组分信号传导系统的组成•随着双组分系统的广泛研究,尤其是在真菌和高等植物中的研究,发现双组分系统远非只有两个组分,并且无论是信号的输入、还是转导或输出过程,都比原核的双组分系统复杂得多。因而,双组分系统呈现出多样化的特点。...
