信號通路綜述詳解

信號通路綜述詳解演示文稿現(xiàn)在是1頁\一共有54頁\編輯于星期六優(yōu)選信號通路綜述現(xiàn)在是2頁\一共有54頁\編輯于星期六一.背景介紹

1.NF-κB信號通路2.NF-κB家族3.IκB蛋白家族4.IκB激酶復(fù)合物

NF-κB信號通路激活對腫瘤發(fā)生

發(fā)展的影響現(xiàn)在是3頁\一共有54頁\編輯于星期六背景1NF-κB信號通路最基本的NF-κB信號通路，包括受體和受體近端信號銜接蛋白，IκB激酶復(fù)合物，IκB蛋白和NF-κB二聚體。當細胞受到各種胞內(nèi)外刺激后，IκB激酶被激活，從而導(dǎo)致IκB蛋白磷酸化，泛素化，然后IκB蛋白被降解，NF-κB二聚體得到釋放。然后NF-κB二聚體通過各種翻譯后的修飾作用而被進一步激活，并轉(zhuǎn)移到細胞核中。在細胞核里，它與目的基因結(jié)合，以促進目的基因的轉(zhuǎn)錄?，F(xiàn)在是4頁\一共有54頁\編輯于星期六NF-κB經(jīng)典和非經(jīng)典通路NF-κB的經(jīng)典信號通路和非經(jīng)典信號通路的主要區(qū)別就在于：☆在NF-κB的經(jīng)典信號通路中，IκB蛋白的降解使NF-κB二聚體得到釋放?！疃贜F-κB非經(jīng)典信號通路中，則是通過P100到P52的加工處理，使信號通路激活。現(xiàn)在是5頁\一共有54頁\編輯于星期六NF-κB家族背景2NF-κB家族由P50、P52、P65、c-Rel和RelB五個成員組成。它們分別由NFKB1,NFKB2,RELA,REL和RELB基因進行編碼。它們都具有一個N端Rel同源結(jié)構(gòu)域（RHD），負責(zé)其與DNA結(jié)合以及二聚化。另外,在P65、c-Rel和RelB中，存在著轉(zhuǎn)錄激活區(qū)域——TAD，對基因表達起正向調(diào)節(jié)的作用。P50和P52不存在轉(zhuǎn)錄激活區(qū)域，它們的同型二聚體可以抑制轉(zhuǎn)錄?，F(xiàn)在是6頁\一共有54頁\編輯于星期六NF-κB二聚體的存在方式

NF-κB二聚體與IκB蛋白結(jié)合

NF-κB二聚體與DNA結(jié)合

NF-κB二聚體結(jié)構(gòu)

★

氨基末端為免疫球蛋白相似區(qū)域，對某一種形式的κB位點具有選擇性。

★C-末端疏水區(qū)域提供NF-κB各亞基之間的連接。一般，NF-κB是以二聚體的形式存在的，而它的二聚體又有兩種存在方式?，F(xiàn)在是7頁\一共有54頁\編輯于星期六背景3IκB蛋白家族

IκB蛋白家族包括七個成員：IκBα、IκBβ、IκBζ、IκBε、Bcl-3、p100和p105。作用：在細胞質(zhì)中與NF-κB二聚體結(jié)合，并對信號應(yīng)答具有重要作用。IκB蛋白的結(jié)構(gòu)特點：存在錨蛋白重復(fù)區(qū)域（即多個緊密相連的鉤狀重復(fù)序列，每個重復(fù)序列含有33個氨基酸）?，F(xiàn)在是8頁\一共有54頁\編輯于星期六背景4IκB激酶復(fù)合物

IKKα/IKK1(CHUK)IKKβ/IKK2(IKBKB)

調(diào)節(jié)亞基NEMO

?在特定的NF-κB信號通路中，IKKα和IKKβ是選擇性需求的?，F(xiàn)在是9頁\一共有54頁\編輯于星期六背景5NF-κB信號通路激活對腫瘤發(fā)生發(fā)展的影響1.

NF-κB信號通路激活對腫瘤發(fā)生發(fā)展的促進作用。

※NF-κB所致的GADD45α和γ（生長抑制DNA損傷基因）聯(lián)合表達下調(diào)是很多腫瘤細胞逃逸凋亡機制的關(guān)鍵步驟。

※NF-κB還可上調(diào)CyclinD1（CCNDI）等基因的表達,促進細胞生長。

※NF-κB激活對腫瘤的轉(zhuǎn)移具有明顯的促進作用。2.NF-κB信號通路激活對腫瘤發(fā)生發(fā)展的抑制作用。

※RelA(p65)亞基在p53-介導(dǎo)的凋亡過程中具有重要作用現(xiàn)在是10頁\一共有54頁\編輯于星期六很多胞外刺激信號都可以引起NF-κB信號通路的激活,如：促炎癥細胞因子TNF-α、白介素IL-1,細菌脂多糖(LPS),T細胞及B細胞有絲分裂原,病毒雙鏈RNA以及各種物理和化學(xué)壓力等。雖然這些胞外刺激所產(chǎn)生的胞內(nèi)早期信號途徑各不相同，但一般認為,大多數(shù)此類胞外刺激起始的信號傳遞反應(yīng)將最終激活I(lǐng)KK復(fù)合物。在這個傳遞過程中，銜接蛋白起著重要的作用。二.IKK復(fù)合物的上游信號現(xiàn)在是11頁\一共有54頁\編輯于星期六在很多NF-κB信號通路中，許多的信號中間物都是共有的，特別是IKK復(fù)合物的上游信號。不同的信號通路可利用一些共有的信號元件激活和抑制通路。TRAFs——TNF受體相關(guān)因子IKK復(fù)合物的上游信號銜接蛋白

RIPs——受體作用蛋白

TAK1——TGFβ-激活性激酶1IKK復(fù)合物的激酶

NIK——NF-κB誘導(dǎo)激酶現(xiàn)在是12頁\一共有54頁\編輯于星期六1.TRAFs——TNF受體相關(guān)因子

▲TNF受體相關(guān)因子TRAFs家族成員是一大類胞內(nèi)接頭蛋白，能直接或間接與多種TNF和IL-1/Toll-like受體家族成員結(jié)合。介導(dǎo)多種下游信號通路的信號傳導(dǎo)，其中包括NF-κB信號通路。從而影響細胞的生存、增殖、分化和死亡，并參與多個生物學(xué)過程的調(diào)控。

▲在幾乎所用的NF-κB信號通路中，TRAFs都是關(guān)鍵的信號中間物?！?/p>

TRAF蛋白家族：

TRAF蛋白家族一共有7個成員，分別是TRAF1、TRAF2、TRAF3、TRAF4、TRAF5、TRAF6、TRAF7。

現(xiàn)在是13頁\一共有54頁\編輯于星期六TRAF蛋白質(zhì)在結(jié)構(gòu)上具有很高的同源性，同源性一般大于30%，其特征性的結(jié)構(gòu)是所有成員在羧基端都有一個C-末端TRAF結(jié)構(gòu)域，即包括一個卷曲螺旋結(jié)構(gòu)，介導(dǎo)同型和異型蛋白之間的相互作用。另外，TRAF2-7的N-末端存在一個RING指結(jié)構(gòu)，其可以作為E3泛素連接酶起作用，即將泛素轉(zhuǎn)移到目的蛋白上。RING指結(jié)構(gòu)后還有5到7個鋅指結(jié)構(gòu)域TRAF蛋白的結(jié)構(gòu)現(xiàn)在是14頁\一共有54頁\編輯于星期六TRAFS的功能1通過TRADD，TRAF2和TNF-α的受體TNFR1結(jié)合，向下傳遞信號，激活I(lǐng)KK。在此過程中，其RING指區(qū)域作為E3連接酶是必須的。但是其具體作用機制還需要深入研究。

在TNFR1信號通路中，單一的敲除TRAF2或TRAF5，NF-κB信號通路的激活仍會出現(xiàn)。但是雙敲除TRAF2和TRAF5，則會造成NF-κB信號通路中，IKK復(fù)合物的激活出現(xiàn)缺陷。因此，在TNFR1信號通路中，需要TRAF2和TRAF5的共同作用。現(xiàn)在是15頁\一共有54頁\編輯于星期六在Toll-like／IL-1信號通路中，TRAF6可與受體復(fù)合物發(fā)生作用，激活I(lǐng)KK。但是，TRAF6的E3連接酶作用機制也是需要進一步證明的。

因此，在NF-κB信號通路中，TRAF2、TRAF5和TRAF6在激活I(lǐng)KK復(fù)合物方面起著重要的作用。2現(xiàn)在是16頁\一共有54頁\編輯于星期六

另外，TRAF蛋白家族成員中，TRAF3也是較廣泛的研究成員。

★

TRAF3是既可以介導(dǎo)NF-κB經(jīng)典信號通路，也可以介導(dǎo)非經(jīng)典信號通路。在經(jīng)典信號通路中，其可以與受體直接作用激活I(lǐng)KK復(fù)合物。而在非經(jīng)典信號通路中，TRAF3通過NIK（NF-κB誘導(dǎo)激酶）激活I(lǐng)KKα，從而激活信號通路。

★在一些情況下，TRAF3可以誘導(dǎo)NIK的泛素化和降解，抑制信號通路的激活。但是這時候，其他TRAF家族成員可以介導(dǎo)TRAF3的降解，結(jié)果造成NIK的積累和活化，促進非經(jīng)典信號通路正向激活。

因此，不管在經(jīng)典還是非經(jīng)典信號通路中，TRAF蛋白在誘導(dǎo)IKK激活方面發(fā)揮著很重要的作用?，F(xiàn)在是17頁\一共有54頁\編輯于星期六2.RIPs——受體作用蛋白

☆RIPs是經(jīng)典NF-κB信號途徑中的關(guān)鍵的銜接蛋白。

☆RIPs既可以通過蛋白結(jié)合區(qū)域直接作用于信號通路的上游，也可以通過與NEMO結(jié)合激活I(lǐng)KK復(fù)合物。并且，在大多數(shù)的TRAF依賴型信號通路中，RIPs都被牽涉其中。

☆

RIP蛋白家族一共有7個成員，分別為RIP1-7。

☆RIP蛋白的結(jié)構(gòu)特征是：都具有保守的絲氨酸/蘇氨酸激酶區(qū)域。

現(xiàn)在是18頁\一共有54頁\編輯于星期六RIP1☆RIP1具有一個死亡結(jié)構(gòu)域，可以介導(dǎo)其他銜接蛋白和受體的死亡結(jié)構(gòu)域之間的相互作用?！頡IP1不僅可以招募IKK復(fù)合物，其更重要的作用是激活I(lǐng)KK復(fù)合物?！頡IP1激酶區(qū)域?qū)KK的激活并不是必需的，一般的作用是集合一個信號復(fù)合物元件，通過NEMO的寡聚化，和IKK的自磷酸化，誘導(dǎo)IKK復(fù)合物的激活?！頡IP1只出現(xiàn)在NF-κB經(jīng)典信號通路中，而對于CD40或LTβR介導(dǎo)的非經(jīng)典信號通路中是不需要RIP1的?，F(xiàn)在是19頁\一共有54頁\編輯于星期六RIP2☆RIP2包括一個C-末端半胱天冬酶活性和招募區(qū)域（CARD），可介導(dǎo)受體和銜接蛋白之間的相互作用。這個CARD區(qū)域，也使RIP2在一個特殊的NF-κB信號通路中起著重要的作用，即抗原受體信號通路。在抗原受體信號通路中，有著顯著的CARDS作用，由于，BCL10和CARD11屬于CARD包含蛋白，在抗原受體信號通路中對于激活I(lǐng)KK有著決定性的作用。這個信號通路是需要RIP2。同樣，細胞內(nèi)結(jié)構(gòu)識別受體NOD-LRR家族成員也屬于CARD包含蛋白，也需要RIP2來激活I(lǐng)KKβ?！钆cRIP1相似，RIP2的激酶區(qū)域?qū)KK的激活也不是必需的，在NF-κB經(jīng)典信號通路中，RIP2與TAK1和TRAFS作用，直接誘導(dǎo)NEMO的泛素化，和下游信號通路激活?，F(xiàn)在是20頁\一共有54頁\編輯于星期六RIP3

在NF-κB信號通路中，RIP3由于和RIP1具有同型作用基序（RHIM），所以與RIP1具有同等功能。但是在信號通路中，RIP3的重要性遠遠比不上RIP1，因為當RIP3缺失時，大多數(shù)的NF-κB信號通路是正常的。在特殊情況下，RIP3可能影響和阻礙RIP1誘導(dǎo)的NF-κB信號通路的激活。RIP蛋白總結(jié)：①

RIP1（作為一個死亡結(jié)構(gòu)域和NEMO的銜接蛋白）與RIP2（作為一個CARD到NEMO的銜接蛋白），在一些NF-κB經(jīng)典信號通路中扮演著類似的角色。②通過與NEMO結(jié)合，RIP蛋白招募IKK復(fù)合物。通過NEMO的寡聚化或泛素化依賴機制直接介導(dǎo)IKK復(fù)合物的激活?，F(xiàn)在是21頁\一共有54頁\編輯于星期六3.TAK1/NIK——TGFβ-激活性激酶1/

NF-κB誘導(dǎo)激酶

TAK1和NIK作為IKK激酶出現(xiàn)在NF-κB信號通路中。其中，在經(jīng)典信號通路中，TAK1被涉及。而在非經(jīng)典信號通路中，NIK有誘導(dǎo)IKKα激活和P100磷酸化的作用。TAK1

TAK1一般在RIP蛋白激活I(lǐng)KK的信號通路中（例如：抗原受體和NOD-LRR信號通路），都要被涉及。但是其作用機制并不明確。主要表現(xiàn)在：①在不同的經(jīng)典信號通路中，TAK1的基因被敲除，NF-κB信號通路的激活會出現(xiàn)不同程度的缺陷。②TAK1是否作為一個IKK-K直接或通過一個媒介激酶（如：MEKK3）介導(dǎo)IKK的激活，這是不清楚的。③通過許多相同的信號中間物，LTβR介導(dǎo)的IKK的激活是不需要TAK1的。因此，對于TAK1的作用機制我們還需要更深入的研究。現(xiàn)在是22頁\一共有54頁\編輯于星期六NIK☆在RIP蛋白缺失的情況下，NIK主要負責(zé)激活NF-κB的非經(jīng)典信號通路。NIK可直接磷酸化，激活I(lǐng)KKα?！頝IK受到結(jié)合的TRAF蛋白，CIAP1和CIAP2（E3連接酶）的調(diào)節(jié)，當TRAF蛋白，CIAP1和CIAP2發(fā)生降解時，可導(dǎo)致NIK的積累和IKKα的激活。小結(jié)①在NF-κB非經(jīng)典信號通路中，TRAF和NIK可以不通過NEMO，充分激活I(lǐng)KKα，從而使信號通路激活。②在NF-κB經(jīng)典信號通路中，TRAF和RIP蛋白，和TAK1都是必需的?，F(xiàn)在是23頁\一共有54頁\編輯于星期六

對于NF-κB信號通路的激活，IKK是非常重要的。因此，了解IKK活性的調(diào)節(jié)已經(jīng)成為掌握NF-κB信號通路激活的核心。

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1.IKK復(fù)合物

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2.IKK的激活

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3.IKK的酶作用底物三.IκB激酶的結(jié)構(gòu)和激活方式現(xiàn)在是24頁\一共有54頁\編輯于星期六1.IKK復(fù)合物

＊IKKα（又稱IKK1），85kD＊IKKβ（又稱IKK2），87kD＊NEMO（又稱IKKγ），48kD

具有較高的序列同源性和相似的結(jié)構(gòu)。在N-末端均含有蛋白激酶區(qū),靠近中間區(qū)域的亮氨酸拉鏈區(qū)(LZ)及螺旋-環(huán)-螺旋(HLH)包括大段的卷曲螺旋(coiled-coil)及靠近C-末端的亮氨酸拉鏈區(qū)

雖然一些實驗證明在IKK復(fù)合物中，可能會含有一些其他成分，,如IKK關(guān)聯(lián)蛋白1(IKKAP1)、促分裂原活化蛋白激酶1(MEKK1)、NF-κB誘導(dǎo)激酶(NIK)及調(diào)節(jié)蛋白IKAP等，但是需要進一步的證明。IKK復(fù)合物的組成：現(xiàn)在是25頁\一共有54頁\編輯于星期六IKK復(fù)合物各組分的作用IKKα：在經(jīng)典的NF-κB信號途徑中，IKKα并不是必需的。它在NF-κB受體活化因子(receptoractivatorofNF-κB,RANK)引起NF-κB活化轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑及NF-κB活化變更途徑中是必需的。IKKα的缺失可導(dǎo)致許多發(fā)育上的缺陷。IKKβ：IKKβ是促炎癥反應(yīng)因子刺激誘導(dǎo)NF-κB的激活的主要激酶。IKKβ缺陷的細胞對TNFα和IL-1等刺激不會

引起NF-κB的活化。IKKβ的活化是避免因局部缺血或

充血引起嚴重炎癥反應(yīng)而導(dǎo)致多組織功能喪失所必需的。NEMO：在經(jīng)典的NF-κB信號通路中，NEMO是必需的。NEMO

可能通過與IKKβ和IKKα的直接作用而介導(dǎo)IKK復(fù)合物的組裝,并且還能促進IκB蛋白與IKK激酶復(fù)合物的相互作用。現(xiàn)在是26頁\一共有54頁\編輯于星期六IKK復(fù)合物的組裝

IKKα、IKKβ和NEMO共同組成了IKK復(fù)合物——(NEMO2IKKα1IKKβ1)2。

IKKα和IKKβ可通過亮氨酸拉鏈區(qū)域形成二聚體，即IKKα：IKKβ異型二聚體。其實IKKα和IKKβ也具有其同型二聚體，但是在正常情況下很難存在。通過IKKC-末端的NBD區(qū)域，IKKα和IKKβ可與NEMO結(jié)合，結(jié)合的部位是第一個卷曲螺旋結(jié)構(gòu)的47-80殘基。其中，

IKKβ與NEMO結(jié)合的親和力要高于IKKα?，F(xiàn)在是27頁\一共有54頁\編輯于星期六

雖然，IKK復(fù)合物的核心構(gòu)成只包括IKKα/

IKKβ/NEMO，但是其中還有兩個很重要的特征需要我們注意：①

激酶伴侶蛋白HSP-90/Cdc37。研究證明，伴侶蛋白HSP-90是與IKK復(fù)合物結(jié)合的，同時伴侶蛋白HSP-90的抑制物會抑制IKK復(fù)合物的激活，因此，可以說IKK復(fù)合物的激活是需要HSP-90的。由于HSP-90還與NF-κB信號通路中的其他激酶結(jié)合，Cdc37已經(jīng)漸漸取代了HSP-90在IKK復(fù)合物的激活中發(fā)揮作用。②

ELKS（轉(zhuǎn)錄激活因子ETS樣蛋白）。其作為一個IKK復(fù)合物的調(diào)節(jié)成分。但是其對IKK復(fù)合物的重要性還需要進一步證明?，F(xiàn)在是28頁\一共有54頁\編輯于星期六2.IKK的激活★IKK復(fù)合物的激活首先是需要IKK亞基的T環(huán)絲氨酸的磷酸化。但是目前這種磷酸化的機制并不明確。其中，IKKβ的磷酸化位點是絲氨酸177和181，IKKα的磷酸化位點是絲氨酸176和180。另外，激活的T環(huán)絲氨酸如果突變成谷氨酸則會產(chǎn)生IKK激活，而突變成丙氨酸則會取消信號應(yīng)答。★

IKK復(fù)合物的激活中一個普遍的元素是：對TRAF家族成員的需要和誘導(dǎo)TRAF的寡聚化從而向下傳遞信號。這說明信號復(fù)合物的集合對于IKK的激活的重要性?！颪EMO的C-末端區(qū)域介導(dǎo)IKK的激活。被RIP1介導(dǎo)的NEMO的可誘導(dǎo)的寡聚化被認為可以激活I(lǐng)KK，并且這一點已經(jīng)得到了證明。但是，根據(jù)以上的發(fā)現(xiàn)，我們并不能得到IKK激活的具體機制。IKK激活需要的條件現(xiàn)在是29頁\一共有54頁\編輯于星期六最近的一些發(fā)現(xiàn)為我們在研究IKK的激活的機制上提供了線索：①②③在酵母中，野生型的IKKβ表達的激酶活性被NEMO的共表達所提高，而那些T環(huán)被突變成谷氨酸的IKK，其活性也很高，但是其活性不會隨著NEMO的共表達發(fā)生變化。說明：IKK的激酶活性被NEMO所提高，是通過IKK的T環(huán)磷酸化促進而發(fā)生的。研究發(fā)現(xiàn)，反式自磷酸化作為NEMO和IKK的一種本能的高次結(jié)構(gòu)構(gòu)成結(jié)果而發(fā)生，其展開的分子量近似激活的IKK。說明：反式自磷酸化可能是IKK激活的主要機制。IKK的NBD區(qū)域的絲氨酸殘基的磷酸化，可以抑制IKK的活性，和阻止通過與NEMO的共表達而發(fā)揮作用的IKK活性的增加。說明：NBD/NEMO之間的作用對于NEMO介導(dǎo)的IKK激活很重要。IKK激活機制的探索

因此，我們可以知道在IKK激活中，反式自磷酸化是主要的作用機制?，F(xiàn)在是30頁\一共有54頁\編輯于星期六IKK激活途徑可能是一個反饋調(diào)節(jié)的重要機制。接受刺激后，NEMO與IKK的結(jié)合區(qū)域被磷酸化，磷酸化位點為絲氨酸68。這個磷酸化可誘導(dǎo)NEMO二聚體的分離，和阻礙IKK與NEMO之間的相互作用，從而終止信號通路。這種構(gòu)象的變化可被伴侶分子HSP-90或IKK復(fù)合物的磷酸化酶所識別，通過HSP-90或者NEMO在絲氨酸68的脫磷酸化的作用，可以使IKK復(fù)合物恢復(fù)活性。根據(jù)以上的研究發(fā)現(xiàn)，IKK的激活模型被提出。（見下頁）

IKK激活的反饋調(diào)節(jié)現(xiàn)在是31頁\一共有54頁\編輯于星期六IKK的激活模型

☆1.在靜息狀態(tài)下，(NEMO2IKKα1IKKβ1)復(fù)合物中，IKKs通過與NEMO相互作用而被抑制。

☆

2.在有刺激物的情況下，NEMO結(jié)合一個RIP蛋白（NEMO泛素化），使IKK的蛋白激酶區(qū)域暴露，誘導(dǎo)T環(huán)絲氨酸殘基的反式自磷酸化或者由IKK-K磷酸化T環(huán)絲氨酸殘基。

☆3.被激活的IKK可磷酸化下游的酶作用底物（如IκBs），從而激活NF-κB信號通路。被激活的IKK還可磷酸化IKKβ的絲氨酸740和NEMO的絲氨酸68,使得NEMO二聚體與IKK的分離,阻止激酶的反復(fù)激活。

☆4.Cdc37/HSP-90（伴侶分子）和PP2A/PP2Cβ（磷酸化酶）可以介導(dǎo)IKK復(fù)合物的重組?，F(xiàn)在是32頁\一共有54頁\編輯于星期六小結(jié)

①在NF-κB信號通路中，寡聚化的出現(xiàn)是一個共有的主題。

☆

TRAF蛋白的寡聚化使其可以順利向NF-κB信號通路下游傳遞信號。

☆

RIP蛋白的寡聚化在NF-κB經(jīng)典信號通路中是必需的。其與NEMO相互作用誘導(dǎo)IKK復(fù)合物的積聚。

☆

NEMO的寡聚化/泛素化在激活NF-κB信號通路中也是很重要的。同時，NEMO的泛素化在DNA損傷反應(yīng)中也很重要。現(xiàn)在是33頁\一共有54頁\編輯于星期六②一個復(fù)雜的NF-κB信號通路中，對于IKK的激活，是需要上游信號元件的寡聚化和泛素化。但是，在非經(jīng)典信號通路中，RIP介導(dǎo)的NEMO的寡聚化不會發(fā)生，IKKα是通過NIKS直接介導(dǎo)T環(huán)磷酸化所激活的。IKKα對于NEMO的低親和力也促使NIK進入IKKα的T環(huán)發(fā)揮作用，而不是IKKβ。③

IKK的激活是一個短暫事件，其從屬于反饋調(diào)節(jié)機制。

☆多數(shù)的反饋調(diào)節(jié)機制作用于上游信號元件，其中作用最顯著的是脫泛素化酶A20和CYLD。

☆I(lǐng)KK的C-末端NBD的磷酸化也是一種重要的反饋調(diào)節(jié)環(huán)的元件。

☆蛋白磷酸酶2A（PP2A），也可以通過轉(zhuǎn)移T環(huán)磷酸化來阻礙IKK的激活?，F(xiàn)在是34頁\一共有54頁\編輯于星期六3.IKK的酶作用底物★

自由的IκB家族成員：

①IKKα、IKKβ可磷酸化IκBα絲氨酸32、36和IκBβ的絲氨酸19、23。其中，作為IKK的酶作用底物，IκBα要優(yōu)于IκBβ。大多數(shù)情況下，IκBβ降解速度比IκBα慢。②IKKα可以磷酸化P100的絲氨酸672。★與NF-κB結(jié)合的IκBα：

是一種更好的IKK的酶作用底物?，F(xiàn)在是35頁\一共有54頁\編輯于星期六

IκB蛋白的主要作用是掩蓋NF-κB的核定位信號，阻止其入核，及其與DNA的結(jié)合，使NF-κB以非活化形式存在于細胞的胞質(zhì)中

。因此，對于研究NF-κB信號通路來說，IκB蛋白的研究很重要。

★典型的IκB蛋白——IκBα,IκBε和IκBβ

★前體IκB蛋白——p100和p105

★非典型的IκB蛋白——IκBζ和Bcl-3四.IκB蛋白的作用現(xiàn)在是36頁\一共有54頁\編輯于星期六IκBαIκBβIκBε1.典型的IκB蛋白

三種經(jīng)典的IκB蛋白，它們有其各自唯一的功能特征。另外，在應(yīng)激反應(yīng)引起的經(jīng)典NF-κB信號通路中，這三種類型的IκB蛋白都是必需的。

在三種經(jīng)典的IκB蛋白中，IκBα是NF-κB活化過程中最強的負反饋因子,保證NF-κB活化的迅速發(fā)生和關(guān)閉;而IκBβ和IκBε則能緩沖系統(tǒng)活化的波動趨勢從而使NF-κB保持一個相對較長的響應(yīng)時間。IκBα、IκBβ專一性抑制含有RelA和c-Rel的二聚體。現(xiàn)在是37頁\一共有54頁\編輯于星期六IκB蛋白家族最廣泛的研究成員：IκBα★IκBα是IκB蛋白家族最經(jīng)典的成員?！镌贜F-κB信號通路中，IκBα可以與最普遍的NF-κB二聚體P65：P50結(jié)合，防止其入核及與DNA結(jié)合。因此，在IκBα缺失的情況下，已激活的NF-κB信號通路的終止是顯著推遲的?！颕κBα與P65:P50異源二聚體結(jié)合后，只掩飾P65的核定位序列（NLS），而P50的NLS則暴露。P50的NLS與IκBα的核導(dǎo)出序列（NES）結(jié)合，使IκBα與NF-κB二聚體的復(fù)合物在細胞質(zhì)和細胞核之間穿梭運動?！锂斀?jīng)典信號通路激活的時候，IκBα迅速降解，釋放出多個NF-κB二聚體。★在非經(jīng)典信號通路中，IκBα一般不是必需的?，F(xiàn)在是38頁\一共有54頁\編輯于星期六IκBε和IκBβ☆

IκBε的表達最初是在造血細胞中發(fā)現(xiàn)的，與IκBα相比，其降解和再合成具有明顯的延遲現(xiàn)象。它的降解依賴于IKK復(fù)合物，它的表達受到NF-κB的調(diào)節(jié)。☆

IκBβ的功能目前還沒有確定，它的缺失并不能顯著影響NF-κB信號通路。最近的研究表明，IκBβ可能在細胞核中起調(diào)節(jié)NF-κB二聚體與κB位點結(jié)合的作用。但是這一結(jié)果需要進一步驗證?，F(xiàn)在是39頁\一共有54頁\編輯于星期六2.前體IκB蛋白——p100和p105p105

☆p105作為一個IκB蛋白，可以被已激活的IKK復(fù)合物誘導(dǎo)降解。

☆p105通過20s蛋白酶體加工處理后形成p50，在此過程中，發(fā)生在翻譯階段。不需要SCFβ-TRCP。

☆另外，p105基因3’端也可以編碼一個獨立的調(diào)節(jié)因子IκBγ。

SCF復(fù)合物（Skp1、Cdc53/Cullin和F-box蛋白質(zhì)）是泛素-蛋白酶系E3中的組成之一。β-TRCP（β-transducinrepeat-containingprotein，轉(zhuǎn)導(dǎo)重復(fù)相容蛋白）作為F盒蛋白的一員，特異識別磷酸化的IκB和β-catenin，介導(dǎo)后者經(jīng)泛素-蛋白酶復(fù)合體途徑降解。

現(xiàn)在是40頁\一共有54頁\編輯于星期六p100

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p100主要出現(xiàn)在非經(jīng)典通路中，在其加工過程中需要IKKα和SCFβ-TRCP，最后被降解成p52。因此，p100加工處理成p52的過程是一個包括磷酸化和泛素化的受調(diào)控的過程。

☆

p100是RelB的唯一調(diào)節(jié)因子，因為包含RelB的NF-κB二聚體只結(jié)合p100。

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p100也可以作為傳統(tǒng)的IκB蛋白，調(diào)節(jié)p65包含的IKKα下游復(fù)合物的活性。同時，其也可以限制p65的NF-κB活性，起反饋調(diào)節(jié)的作用。因此，p100可以對NF-κB的活性有正向和反向的調(diào)節(jié)?，F(xiàn)在是41頁\一共有54頁\編輯于星期六因此，p100對于NF-κB信號通路的調(diào)節(jié)是很重要的。①P100具有選擇性調(diào)節(jié)特殊的NF-κB復(fù)合物的功能。②p100作為IκB蛋白，在特殊的NF-κB信號通路的下游區(qū)域發(fā)揮作用。③p100具有特殊NF-κB二聚體的基礎(chǔ)活性的調(diào)節(jié)功能。P100加工處理成p52的過程P100：RelB異源二聚體IKKαSCFβ-TRCP導(dǎo)致P100的泛素化使P100磷酸化，磷酸化位點:絲氨酸866、870、872形成P52：RelB異源二聚體，從而激活NF-κB信號通路?，F(xiàn)在是42頁\一共有54頁\編輯于星期六3.非典型的IκB蛋白——IκBζ和Bcl-3Bcl-3☆

Bcl-3伴隨著p50和p52構(gòu)成的同型和異型二聚體在細胞核中被發(fā)現(xiàn)的?！?/p>

p50同型二聚體可以與目標DNA的κB位點結(jié)合，從而抑制NF-κB信號通路。Bcl-3有兩種作用方式：①可以通過從κB位點轉(zhuǎn)移p50同型二聚體的方式，介導(dǎo)轉(zhuǎn)錄抑制物的釋放，κB位點暴露，從而激活NF-κB信號通路。②也可以穩(wěn)定p50同型二聚體，和阻止p65、p50或者其它含有TAD的二聚體進入κB位點的方式，抑制信號通路?！頒yclinD1是一種Bcl-3調(diào)節(jié)基因?！钊シ核鼗窩YLD，可以通過阻止Bcl-3在細胞核積累，及其與p50，p52同型二聚體的共激活作用，來反向調(diào)節(jié)Bcl-3功能。☆

Bcl-3也可以通過在正常或者癌細胞中增強Hdm2基因的表達，來調(diào)節(jié)p53?，F(xiàn)在是43頁\一共有54頁\編輯于星期六IκBζ☆

IκBζ與Bcl-3較為相似，與其他的IκB蛋白只有較弱的同源性。☆

IκBζ在IL-1和TLR4誘導(dǎo)的NF-κB反應(yīng)中表達上調(diào)，并且其表達主要集中在細胞核中?！?/p>

NF-κB激活的通路中，IκBζ可以被誘導(dǎo)表達。其一旦表達，會直接和p50同型二聚體結(jié)合。可以說，IκBζ是作為p50同型二聚體的一個共激活因子起作用的?！領(lǐng)κBζ也可以反向調(diào)節(jié)包含p65的NF-κB復(fù)合物。

因此，可以說，IκBζ也可以選擇性的抑制和激活NF-κB信號通路?，F(xiàn)在是44頁\一共有54頁\編輯于星期六小結(jié)

通過對IκB蛋白的深入討論，我們感覺，僅僅把IκB蛋白作為NF-κB信號通路的抑制因子已經(jīng)不太恰當了，因為IκB蛋白也可以作為NF-κB信號通路的輔助因素，選擇性的與各種NF-κB二聚體發(fā)生作用。尤其是非典型的IκB蛋白，這種作用更加明顯。所以說，對于經(jīng)典的IκB蛋白的作用主要是與NF-κB二聚體結(jié)合，阻止其入核，與DNA結(jié)合，從而抑制NF-κB信號通路。而對于非典型的IκB蛋白來說，其可以選擇性的激活或者抑制NF-κB信號通路?，F(xiàn)在是45頁\一共有54頁\編輯于星期六

隨著NF-κB信號通路的深入研究，人們漸漸將重點轉(zhuǎn)移到NF-κB的轉(zhuǎn)錄調(diào)節(jié)是怎么樣開始和終止的。

1.

共激活因子的調(diào)節(jié)

2.NF-κB信號通路的終止五.NF-κB的轉(zhuǎn)錄調(diào)節(jié)作用現(xiàn)在是46頁\一共有54頁\編輯于星期六1.共激活因子的調(diào)節(jié)現(xiàn)以P65：P50為例，來說明NF-κB的轉(zhuǎn)錄調(diào)節(jié)。NF-κB轉(zhuǎn)錄調(diào)節(jié)中的激酶：①PKA（蛋白激酶A），存在在一個帶有細胞溶質(zhì)NF-κB：IκB的復(fù)合物中，隨著IκB的降解，其在細胞質(zhì)中磷酸化P65，磷酸化位點是絲氨酸276。這個磷酸化可以促進P65和轉(zhuǎn)錄輔助激活因子CBP（-cAMP反應(yīng)元件結(jié)合蛋白）/P300的相互作用。②MSK1和MSK2（分裂素和壓力激活激酶），可在細胞核中磷酸化P65的絲氨酸276.MSK1、MSK2與PKA享有共同的酶作用底物，即特異性的P65。但是其具體作用機制還需要進一步證明?，F(xiàn)在是47頁\一共有54頁\編輯于星期六P65的磷酸化調(diào)節(jié)

①PKA在細胞質(zhì)中磷酸化P65的絲氨酸276。

MSK1和MSK2在細胞核中磷酸化P65的絲氨酸276。②IKKα和IKKβ可磷酸化P65的絲氨酸536。③P65的絲氨酸529可以被CK2（蛋白激酶）誘導(dǎo)磷酸化。④PKCζ能磷酸化P65