NF-κB信号通路.ppt

文献综述NF-B信号通路信号通路主要内容主要内容 背景介绍背景介绍 IKK复合物的上游信号复合物的上游信号 IB激酶的结构和激活方式激酶的结构和激活方式 IB蛋白的作用蛋白的作用 NF-B的转录调节的转录调节一一.背景介绍背景介绍 1.NF-B信号通路信号通路2.NF-B家族家族3.IB蛋白家族蛋白家族4.IB激酶复合物激酶复合物5.NF-B信号通路激活对肿瘤发生信号通路激活对肿瘤发生 发展的影响发展的影响背景背景1NF-B信号通路信号通路最基本的最基本的NF-B信号通路，包括信号通路，包括受体和受体近端信号衔接蛋白，受体和受体近端信号衔接蛋白，IB激酶复合物，激酶复合物，IB蛋白和蛋白和NF-B二聚体二聚体。当细胞受到各种胞内外刺激当细胞受到各种胞内外刺激后，后，IB激酶被激活，从而导致激酶被激活，从而导致IB蛋白磷酸化，泛素化，然后蛋白磷酸化，泛素化，然后IB蛋白被降解，蛋白被降解，NF-B二聚体二聚体得到释放。然后得到释放。然后NF-B二聚体通二聚体通过各种翻译后的修饰作用而被进过各种翻译后的修饰作用而被进一步激活，并转移到细胞核中。一步激活，并转移到细胞核中。在细胞核里，它与目的基因结合，在细胞核里，它与目的基因结合，以促进目的基因的转录。以促进目的基因的转录。NF-B经典和非经典通路经典和非经典通路NF-B的的 经典信号通路和非经典信号通路和非经典信号通路的主要区别就在经典信号通路的主要区别就在于：于：在在NF-B的的 经典信号通路经典信号通路中，中，IB蛋白的降解使蛋白的降解使NF-B二聚体得到释放。二聚体得到释放。而在而在NF-B非经典信号通路非经典信号通路中，则是通过中，则是通过P100到到P52的加的加工处理，使信号通路激活。工处理，使信号通路激活。NF-B家族家族背景2NF-B家族由家族由P50、P52、P65、c-Rel和和RelB五个成员组成。它们五个成员组成。它们分别由分别由NFKB1,NFKB2,RELA,REL和和RELB基因进行编码。基因进行编码。它们都具有一个它们都具有一个N端端Rel同源结构同源结构域（域（RHD），负责其与），负责其与DNA结合结合以及二聚化。以及二聚化。另外另外,在在P65、c-Rel和和RelB中，存中，存在着转录激活区域在着转录激活区域TAD，对，对基因表达起正向调节的作用。基因表达起正向调节的作用。P50和和P52不存在转录激活区域，不存在转录激活区域，它们的同型二聚体可以抑制转录。它们的同型二聚体可以抑制转录。NF-B二聚体的存在方式二聚体的存在方式 NF-B二聚体与二聚体与IB蛋白结合蛋白结合 NF-B二聚体与二聚体与DNA结合结合 NF-B二聚体结构二聚体结构 氨基末端为免疫球蛋白相似区域，对某一种形式的氨基末端为免疫球蛋白相似区域，对某一种形式的B位点具有选位点具有选择性。择性。C-末端疏水区域提供末端疏水区域提供NF-B各亚基之间的连接。各亚基之间的连接。一般，一般，NF-B是以二聚体的形式存在的，而它的二聚体又有两种是以二聚体的形式存在的，而它的二聚体又有两种存在方式。存在方式。背景3IB蛋白家族蛋白家族 IB蛋白家族包括七个成员：蛋白家族包括七个成员：IB、IB、IB、IB、Bcl-3、p100和和p105 。作用：在细胞质中与作用：在细胞质中与NF-B二二聚体结合，并对信号应答具有聚体结合，并对信号应答具有重要作用。重要作用。IB蛋白的结构特点：存在锚蛋蛋白的结构特点：存在锚蛋白重复区域（即多个紧密相连白重复区域（即多个紧密相连的钩状重复序列，每个重复序的钩状重复序列，每个重复序列含有列含有33个氨基酸个氨基酸）。）。背景4IB激酶复合物激酶复合物 IKK/IKK1(CHUK)IKK/IKK2(IKBKB)调节亚基调节亚基 NEMO 在特定的在特定的NF-B 信号通路信号通路中，中，IKK和和IKK是选择性需是选择性需求的。求的。背景5NF-B信号通路激活信号通路激活 对肿瘤发生发展的影响对肿瘤发生发展的影响1.NF-B信号通路激活对肿瘤发生发展的促进作用。信号通路激活对肿瘤发生发展的促进作用。NF-B 所致的所致的GADD45和和（生长抑制（生长抑制DNA损伤基因）联合表达下调是损伤基因）联合表达下调是很多肿瘤细胞逃逸凋亡机制的关键步骤。很多肿瘤细胞逃逸凋亡机制的关键步骤。NF-B 还可上调还可上调CyclinD1（CCNDI）等基因的表达等基因的表达,促进细胞生长。促进细胞生长。NF-B 激活对肿瘤的转移具有明显的促进作用。激活对肿瘤的转移具有明显的促进作用。2.NF-B信号通路激活对肿瘤发生发展的抑制作用。信号通路激活对肿瘤发生发展的抑制作用。RelA(p65)亚基在亚基在p53-介导的凋亡过程中具有重要作用介导的凋亡过程中具有重要作用 很多胞外刺激信号都可以引起很多胞外刺激信号都可以引起NF-B 信号通路的激活信号通路的激活,如：促炎症细胞因子如：促炎症细胞因子TNF-、白介素、白介素IL-1,细菌脂多糖细菌脂多糖(LPS),T 细胞及细胞及B 细胞有丝分裂原细胞有丝分裂原,病毒双链病毒双链RNA 以及各以及各种物理和化学压力等。虽然这些胞外刺激所产生的胞内早种物理和化学压力等。虽然这些胞外刺激所产生的胞内早期信号途径各不相同，但一般认为期信号途径各不相同，但一般认为,大多数此类胞外刺激大多数此类胞外刺激起始的信号传递反应将最终激活起始的信号传递反应将最终激活IKK复合物。在这个传递复合物。在这个传递过程中，衔接蛋白起着重要的作用。过程中，衔接蛋白起着重要的作用。二二.IKK复合物的上游信号复合物的上游信号 在很多在很多NF-B信号通路中，许多的信号中间物都是共有的，特别是信号通路中，许多的信号中间物都是共有的，特别是IKK复合物的上游信号。不同的信号通路可利用一些共有的信号元件激复合物的上游信号。不同的信号通路可利用一些共有的信号元件激活和抑制通路。活和抑制通路。TRAFsTNF受体相关因子受体相关因子 IKK复合物的上游信号衔接蛋白复合物的上游信号衔接蛋白 RIPs受体作用蛋白受体作用蛋白 TAK1TGF-激活性激酶激活性激酶1 IKK复合物的激酶复合物的激酶 NIKNF-B诱导激酶诱导激酶1.TRAFSTNF受体相关因子受体相关因子 TNF受体相关因子受体相关因子TRAFs家族成员是一大类胞内接头蛋白，能直接家族成员是一大类胞内接头蛋白，能直接或间接与多种或间接与多种TNF 和和IL-1/Toll-like 受体家族成员结合。介导多种下游信受体家族成员结合。介导多种下游信号通路的信号传导号通路的信号传导，其中包括，其中包括NF-B 信号通路。从而影响细胞的生存、信号通路。从而影响细胞的生存、增殖、分化和死亡，并参与多个生物学过程的调控。增殖、分化和死亡，并参与多个生物学过程的调控。在几乎所用的在几乎所用的NF-B信号通路中，信号通路中，TRAFs都是关键的信号中间都是关键的信号中间 物。物。TRAF蛋白家族：蛋白家族：TRAF蛋白家族一共有蛋白家族一共有7个成员，分别是个成员，分别是TRAF1、TRAF2、TRAF3、TRAF4、TRAF5、TRAF6、TRAF7。TRAF蛋白质在结构上具有很高蛋白质在结构上具有很高的同源性，同源性一般大于的同源性，同源性一般大于30%，其特征性的结构是所有成员在羧基其特征性的结构是所有成员在羧基端都有一个端都有一个C-末端末端TRAF结构域，结构域，即包括一个卷曲螺旋结构，介导同即包括一个卷曲螺旋结构，介导同型和异型蛋白之间的相互作用。型和异型蛋白之间的相互作用。另外，另外，TRAF2-7的的N-末端存在末端存在一个一个RING指结构，其可以作为指结构，其可以作为E3泛素连接酶起作用，即将泛素转移泛素连接酶起作用，即将泛素转移到目的蛋白上。到目的蛋白上。RING 指结构后还指结构后还有有5 到到7 个锌指结构域个锌指结构域TRAF蛋白的结构蛋白的结构TRAFS的功能的功能1通过通过TRADD，TRAF2和和 TNF-的的受体受体TNFR1结合，向下传递信号，结合，向下传递信号，激活激活IKK。在此过程中，其。在此过程中，其RING指指区域作为区域作为E3连接酶是必须的。但是连接酶是必须的。但是其具体作用机制还需要深入研究。其具体作用机制还需要深入研究。在在TNFR1信号通路中，单一的敲信号通路中，单一的敲除除TRAF2或或TRAF5，NF-B信号信号通路的激活仍会出现。但是双敲除通路的激活仍会出现。但是双敲除TRAF2和和TRAF5，则会造成，则会造成 NF-B信号通路中，信号通路中，IKK复合物的激活复合物的激活出现缺陷。因此，在出现缺陷。因此，在TNFR1信号通信号通路中，需要路中，需要TRAF2和和TRAF5的共的共同作用。同作用。在在Toll-likeIL-1信号通路中，信号通路中，TRAF6可与受体复合物发生作用，可与受体复合物发生作用，激活激活IKK。但是，。但是，TRAF6的的E3连接酶作用机制也是需要进一步证明连接酶作用机制也是需要进一步证明的。的。因此，在因此，在NF-B信号通路中，信号通路中，TRAF2、TRAF5和和TRAF6在激活在激活IKK复合物方面起着重要的作用。复合物方面起着重要的作用。2 另外，另外，TRAF蛋白家族成员中，蛋白家族成员中，TRAF3也是较广泛的研究成员。也是较广泛的研究成员。TRAF3是既可以介导是既可以介导NF-B经典信号通路，也可以介导非经典信经典信号通路，也可以介导非经典信号通路。在经典信号通路中，号通路。在经典信号通路中，其可以与受体直接作用激活其可以与受体直接作用激活IKK复合物。复合物。而在非经典信号通路中，而在非经典信号通路中，TRAF3通过通过NIK（NF-B诱导激酶）激活诱导激酶）激活IKK，从而激活信号通路。，从而激活信号通路。在一些情况下，在一些情况下，TRAF3可以诱导可以诱导NIK的泛素化和降解，抑制信的泛素化和降解，抑制信号通路的激活。但是这时候，其他号通路的激活。但是这时候，其他 TRAF家族成员可以介导家族成员可以介导TRAF3的降的降解，结果造成解，结果造成NIK的积累和活化，促进非经典信号通路正向激活。的积累和活化，促进非经典信号通路正向激活。因此，不管在经典还是非经典信号通路中，因此，不管在经典还是非经典信号通路中，TRAF蛋白蛋白在诱导在诱导IKK激活方面发挥着很重要的作用。激活方面发挥着很重要的作用。2.RIPS受体作用蛋白受体作用蛋白 RIPs是经典是经典NF-B信号途径中的关键的衔接蛋白。信号途径中的关键的衔接蛋白。RIPs既可以通过蛋白结合区域直接作用于信号通路的上游，也可以既可以通过蛋白结合区域直接作用于信号通路的上游，也可以通过与通过与NEMO结合激活结合激活IKK复合物。并且，在大多数的复合物。并且，在大多数的TRAF依赖型信依赖型信号通路中，号通路中，RIPs都被牵涉其中。都被牵涉其中。RIP蛋白家族一共有蛋白家族一共有7个成员，分别为个成员，分别为RIP1-7。RIP蛋白的结构特征是：都具有保守的丝氨酸蛋白的结构特征是：都具有保守的丝氨酸/苏氨酸激酶区域。苏氨酸激酶区域。RIP1 RIP1具有一个死亡结构域，可以介导其他衔接蛋白和受体的死亡结构域具有一个死亡结构域，可以介导其他衔接蛋白和受体的死亡结构域之间的相互作用。之间的相互作用。RIP1不仅可以招募不仅可以招募IKK复合物，其更重要的作用是激活复合物，其更重要的作用是激活IKK复合物。复合物。RIP1激酶区域对激酶区域对IKK的激活并不是必需的，一般的作用是集合一个信号的激活并不是必需的，一般的作用是集合一个信号复合物元件，通过复合物元件，通过NEMO的寡聚化，和的寡聚化，和IKK的自磷酸化，诱导的自磷酸化，诱导IKK复合复合物的激活。物的激活。RIP1只出现在只出现在NF-B经典信号通路中，而对于经典信号通路中，而对于CD40或或LTR介导的非经介导的非经典信号通路中是不需要典信号通路中是不需要RIP1的。的。RIP2 RIP2包括一个包括一个C-末端半胱天冬酶活性和招募区域（末端半胱天冬酶活性和招募区域（CARD），可介导），可介导受体和衔接蛋白之间的相互作用。这个受体和衔接蛋白之间的相互作用。这个CARD区域，也使区域，也使RIP2在一个特在一个特殊的殊的NF-B信号通路中起着重要的作用，即抗原受体信号通路。在抗原信号通路中起着重要的作用，即抗原受体信号通路。在抗原受体信号通路中，有着显著的受体信号通路中，有着显著的CARDS作用，由于，作用，由于，BCL10和和CARD11属属于于CARD包含蛋白，在抗原受体信号通路中对于激活包含蛋白，在抗原受体信号通路中对于激活IKK有着决定性的有着决定性的作用。这个信号通路是需要作用。这个信号通路是需要RIP2。同样，细胞内结构识别受体。同样，细胞内结构识别受体NOD-LRR家族成员也属于家族成员也属于CARD包含蛋白，也需要包含蛋白，也需要RIP2来激活来激活IKK。与与RIP1相似，相似，RIP2的激酶区域对的激酶区域对IKK的激活也不是必需的，的激活也不是必需的，在在NF-B经典信号通路中，经典信号通路中，RIP2与与TAK1和和TRAFS作用，直接诱导作用，直接诱导NEMO的泛素的泛素化，和下游信号通路激活。化，和下游信号通路激活。RIP3 在在NF-B信号通路中，信号通路中，RIP3由于和由于和RIP1具有同型作用基序具有同型作用基序 （RHIM），所以与），所以与RIP1具有同等功能。但是在信号通路中，具有同等功能。但是在信号通路中，RIP3的重的重要性远远比不上要性远远比不上RIP1，因为当，因为当RIP3缺失时，大多数的缺失时，大多数的NF-B信号通路是信号通路是正常的。在特殊情况下，正常的。在特殊情况下，RIP3可能影响和阻碍可能影响和阻碍RIP1诱导的诱导的NF-B信号信号通路的激活。通路的激活。RIP蛋白总结：蛋白总结：RIP1（作为一个死亡结构域和（作为一个死亡结构域和NEMO的衔接蛋白）与的衔接蛋白）与RIP2（作为一个（作为一个CARD到到NEMO的衔接蛋白），在一些的衔接蛋白），在一些NF-B经典信号通路中扮演着类经典信号通路中扮演着类似的角色。似的角色。通过与通过与NEMO结合，结合，RIP蛋白招募蛋白招募IKK复合物。通过复合物。通过NEMO的寡聚化或泛的寡聚化或泛素化依赖机制直接介导素化依赖机制直接介导IKK复合物的激活。复合物的激活。3.TAK1/NIKTGF-激活性激酶激活性激酶1/NF-B诱导激酶诱导激酶 TAK1和和NIK作为作为IKK激酶出现在激酶出现在NF-B信号通路中。其中，在经典信号通路中。其中，在经典信号通路中，信号通路中，TAK1被涉及。而在非经典信号通路中，被涉及。而在非经典信号通路中，NIK有诱导有诱导IKK激活和激活和P100磷酸化的作用。磷酸化的作用。TAK1 TAK1一般在一般在RIP蛋白激活蛋白激活IKK的信号通路中（例如：抗原受体和的信号通路中（例如：抗原受体和NOD-LRR信号通路），都要被涉及。但是其作用机制并不明确。主要信号通路），都要被涉及。但是其作用机制并不明确。主要表现在：表现在：在不同的经典信号通路中，在不同的经典信号通路中，TAK1的基因被敲除，的基因被敲除，NF-B信号通路的激信号通路的激活会出现不同程度的缺陷。活会出现不同程度的缺陷。TAK1是否作为一个是否作为一个IKK-K直接或通过一个媒介激酶（如：直接或通过一个媒介激酶（如：MEKK3）介）介导导IKK的激活，这是不清楚的。的激活，这是不清楚的。通过许多相同的信号中间物，通过许多相同的信号中间物，LTR介导的介导的IKK的激活是不需要的激活是不需要TAK1的。的。因此，对于因此，对于TAK1的作用机制我们还需要更深入的研究。的作用机制我们还需要更深入的研究。NIK 在在RIP蛋白缺失的情况下，蛋白缺失的情况下，NIK主要负责激活主要负责激活NF-B的非经典信号通路。的非经典信号通路。NIK可直接磷酸化，激活可直接磷酸化，激活IKK。NIK受到结合的受到结合的TRAF蛋白，蛋白，CIAP1和和CIAP2（E3连接酶）的调节，当连接酶）的调节，当TRAF蛋白，蛋白，CIAP1和和CIAP2发生降解时，可导致发生降解时，可导致NIK的积累和的积累和IKK的激的激活。活。小结小结在在NF-B非经典信号通路中，非经典信号通路中，TRAF和和NIK可以不通过可以不通过NEMO，充分激活，充分激活IKK，从而使信号通路激活。，从而使信号通路激活。在在NF-B经典信号通路中，经典信号通路中，TRAF和和RIP蛋白，和蛋白，和TAK1都是都是必需的。必需的。对于对于NF-B信号通路的激活，信号通路的激活，IKK是非常是非常重要的。因此，了解重要的。因此，了解IKK活性的调节已经成活性的调节已经成为掌握为掌握NF-B信号通路激活的核心。信号通路激活的核心。1.IKK复合物复合物 2.IKK的激活的激活 3.IKK的酶作用底物的酶作用底物三三.IB激酶的结构和激活方式激酶的结构和激活方式1.IKK复合物复合物 IKK（又称（又称IKK1），），85kDIKK（又称（又称IKK2），），87kDNEMO（又称（又称IKK），），48kD 具有较高的序列同源性和相似的结具有较高的序列同源性和相似的结构。构。在在N-末端均含有蛋白激酶末端均含有蛋白激酶区区,靠近中间区域的亮氨酸拉链区靠近中间区域的亮氨酸拉链区(LZ)及螺旋及螺旋-环环-螺旋螺旋(HLH)包括大段的卷曲螺旋包括大段的卷曲螺旋(coiled-coil)及靠近及靠近C-末端的亮氨酸拉链末端的亮氨酸拉链区区 虽然一些实验证明在虽然一些实验证明在IKK复合物中，可能会含有一些其他成分，复合物中，可能会含有一些其他成分，,如如IKK关联蛋白关联蛋白1(IKKAP1)、促分裂原活化蛋白激酶、促分裂原活化蛋白激酶1(MEKK1)、NF-B 诱导激酶诱导激酶(NIK)及调节蛋白及调节蛋白IKAP 等，但是需要进一步的证明。等，但是需要进一步的证明。IKK复合物的组成：复合物的组成：IKK复合物各组分的作用复合物各组分的作用IKK：在经典的在经典的NF-B信号途径中，信号途径中，IKK并不是必需的。并不是必需的。它在它在NF-B 受体活化因子受体活化因子(receptoractivator of NF-B,RANK)引起引起NF-B 活化转导途径及活化转导途径及NF-B 活化活化 变更途径中是必需的。变更途径中是必需的。IKK的缺失可导致许多发育的缺失可导致许多发育 上的缺陷。上的缺陷。IKK：IKK是促炎症反应因子刺激诱导是促炎症反应因子刺激诱导NF-B 的激活的主的激活的主 要激酶要激酶。IKK缺陷的缺陷的细细胞胞对对TNF和和IL-1 等刺激不会等刺激不会 引起引起NF-B 的活化的活化。IKK的活化是避免因局部缺血或的活化是避免因局部缺血或 充血引起严重炎症反应而导致多组织功能丧失所必需的。充血引起严重炎症反应而导致多组织功能丧失所必需的。NEMO：在经典的在经典的NF-B信号通路中，信号通路中，NEMO是必需的。是必需的。NEMO 可能通过与可能通过与IKK和和IKK的直接作用而介导的直接作用而介导IKK复合物的复合物的 组装组装,并且还能促进并且还能促进IB 蛋白与蛋白与IKK激酶复合物的相互作激酶复合物的相互作 用。用。IKK复合物的组装复合物的组装 IKK、IKK和和 NEMO共同组成了共同组成了IKK复合物复合物(NEMO2IKK1IKK1)2。IKK和和 IKK可通过亮氨酸拉链区域可通过亮氨酸拉链区域形成二聚体，即形成二聚体，即IKK：IKK异型二聚异型二聚体。其实体。其实IKK和和 IKK也具有其同型二也具有其同型二聚体，但是在正常情况下很难存在。聚体，但是在正常情况下很难存在。通过通过IKKC-末端的末端的NBD区域，区域，IKK和和 IKK可与可与NEMO结合，结合的部位结合，结合的部位是第一个卷曲螺旋结构的是第一个卷曲螺旋结构的47-80残基。残基。其中，其中，IKK与与NEMO结合的亲和力要结合的亲和力要高于高于IKK。虽然，虽然，IKK复合物的核心构成只包括复合物的核心构成只包括IKK/IKK/NEMO，但是其，但是其中还有两个很重要的特征需要我们注意：中还有两个很重要的特征需要我们注意：激酶伴侣蛋白激酶伴侣蛋白HSP-90/Cdc37。研究证明，伴侣蛋白。研究证明，伴侣蛋白HSP-90是与是与IKK复复合物结合的，同时伴侣蛋白合物结合的，同时伴侣蛋白HSP-90的抑制物会抑制的抑制物会抑制IKK复合物的激活，复合物的激活，因此，可以说因此，可以说IKK复合物的激活是需要复合物的激活是需要HSP-90的。由于的。由于HSP-90还与还与NF-B信号通路中的其他激酶结合，信号通路中的其他激酶结合，Cdc37已经渐渐取代了已经渐渐取代了HSP-90在在IKK复复合物的激活中发挥作用。合物的激活中发挥作用。ELKS（转录激活因子（转录激活因子ETS样蛋白）。其作为一个样蛋白）。其作为一个IKK复合物的调节成复合物的调节成分。但是其对分。但是其对IKK复合物的重要性还需要进一步证明。复合物的重要性还需要进一步证明。2.IKK的激活的激活IKK复合物的激活首先是需要复合物的激活首先是需要IKK亚基的亚基的T环丝氨酸的磷酸化。但是目前环丝氨酸的磷酸化。但是目前这种磷酸化的机制并不明确。其中，这种磷酸化的机制并不明确。其中，IKK的磷酸化位点是丝氨酸的磷酸化位点是丝氨酸177和和181，IKK的磷酸化位点是丝氨酸的磷酸化位点是丝氨酸176和和180。另外，激活的。另外，激活的T环丝氨酸环丝氨酸如果突变成谷氨酸则会产生如果突变成谷氨酸则会产生IKK激活，而突变成丙氨酸则会取消信号应激活，而突变成丙氨酸则会取消信号应答。答。IKK复合物的激活中一个普遍的元素是：对复合物的激活中一个普遍的元素是：对TRAF家族成员的需要和诱家族成员的需要和诱导导TRAF的寡聚化从而向下传递信号。这说明信号复合物的集合对于的寡聚化从而向下传递信号。这说明信号复合物的集合对于IKK的激活的重要性。的激活的重要性。NEMO的的C-末端区域介导末端区域介导IKK的激活。被的激活。被RIP1介导的介导的NEMO的可诱导的的可诱导的寡聚化被认为可以激活寡聚化被认为可以激活IKK，并且这一点已经得到了证明。，并且这一点已经得到了证明。但是，根据以上的发现，我们并不能得到但是，根据以上的发现，我们并不能得到IKK激活的具体机制激活的具体机制。IKK激活需要的条件激活需要的条件最近的一些发现为我们在研究最近的一些发现为我们在研究IKK的激活的机制上提供了线索：的激活的机制上提供了线索：在在 酵母中，野生型的酵母中，野生型的IKK表达的激表达的激酶活性被酶活性被NEMO的共表达所提高，而的共表达所提高，而那些那些T环被突变成谷氨酸的环被突变成谷氨酸的IKK，其活，其活性也很高，但是其活性不会随着性也很高，但是其活性不会随着NEMO 的共表达发生变化。的共表达发生变化。说明：说明：IKK的激酶活的激酶活性被性被NEMO所提高，所提高，是通过是通过IKK的的T环磷环磷酸化促进而发生的。酸化促进而发生的。研究发现，反式自磷酸化作为研究发现，反式自磷酸化作为NEMO和和IKK的一种本能的高次结构构成结的一种本能的高次结构构成结果而发生，其展开的分子量近似激活果而发生，其展开的分子量近似激活的的IKK。说明：反式自磷酸说明：反式自磷酸化可能是化可能是IKK激活激活的主要机制。的主要机制。IKK的的NBD区域的丝氨酸残基的磷酸区域的丝氨酸残基的磷酸化，可以抑制化，可以抑制IKK的活性，和阻止通的活性，和阻止通过与过与NEMO的共表达而发挥作用的的共表达而发挥作用的IKK活性的增加。活性的增加。说明：说明：NBD/NEMO之之间的作用对于间的作用对于NEMO介介导的导的IKK激活很重要。激活很重要。IKK激活机制的探索激活机制的探索 因此，我们可以知道在因此，我们可以知道在IKK激活中，反式自磷酸化是主要的作用机制。激活中，反式自磷酸化是主要的作用机制。IKK激活途径可能是一个反馈调节的重要机制。接受刺激后，激活途径可能是一个反馈调节的重要机制。接受刺激后，NEMO与与IKK的结合区域被磷酸化，磷酸化位点为丝氨酸的结合区域被磷酸化，磷酸化位点为丝氨酸68。这个磷酸。这个磷酸化可诱导化可诱导NEMO二聚体的分离，和阻碍二聚体的分离，和阻碍IKK与与NEMO之间的相互作用，之间的相互作用，从而终止信号通路。这种构象的变化可被伴侣分子从而终止信号通路。这种构象的变化可被伴侣分子HSP-90或或IKK复合物复合物的磷酸化酶所识别，通过的磷酸化酶所识别，通过HSP-90或者或者NEMO在丝氨酸在丝氨酸68的脱磷酸化的作的脱磷酸化的作用，可以使用，可以使IKK复合物恢复活性。复合物恢复活性。根据以上的研究发现，根据以上的研究发现，IKK的激活模型被提出。（见下页）的激活模型被提出。（见下页）IKK激活的反馈调节激活的反馈调节IKK的激活模型的激活模型 1.在静息状态下，在静息状态下，(NEMO2IKK1IKK1)复合物中，复合物中，IKKs通过与通过与NEMO相互作用而被抑相互作用而被抑制。制。2.在有刺激物的情况下，在有刺激物的情况下，NEMO结合一个结合一个RIP蛋白（蛋白（NEMO泛素化），使泛素化），使IKK的蛋白激酶的蛋白激酶区域暴露，诱导区域暴露，诱导T环丝氨酸残基的反式自磷酸化环丝氨酸残基的反式自磷酸化或者由或者由IKK-K磷酸化磷酸化T环丝氨酸残基。环丝氨酸残基。3.被激活的被激活的IKK可磷酸化下游的酶作用底可磷酸化下游的酶作用底物（如物（如IB s），从而激活），从而激活NF-B信号通路。信号通路。被激活的被激活的IKK还可磷酸化还可磷酸化IKK的丝氨酸的丝氨酸740和和NEMO的丝氨酸的丝氨酸68,使得使得NEMO二聚体与二聚体与IKK的分离的分离,阻止激酶的反复激活。阻止激酶的反复激活。4.Cdc37/HSP-90（伴侣分子）和（伴侣分子）和 PP2A/PP2C（磷酸化酶）可以介导（磷酸化酶）可以介导IKK复合复合物的重组。物的重组。小结小结 在在NF-B信号通路中，寡聚化的出现是一个共有的主题。信号通路中，寡聚化的出现是一个共有的主题。TRAF蛋白的寡聚化使其可以顺利向蛋白的寡聚化使其可以顺利向NF-B信号通路下游传递信号。信号通路下游传递信号。RIP蛋白的寡聚化在蛋白的寡聚化在NF-B经典信号通路中是必需的。其与经典信号通路中是必需的。其与NEMO相相互作用诱导互作用诱导IKK复合物的积聚。复合物的积聚。NEMO的寡聚化的寡聚化/泛素化在激活泛素化在激活NF-B信号通路中也是很重要的。信号通路中也是很重要的。同同时，时，NEMO的泛素化在的泛素化在DNA损伤反应中也很重要。损伤反应中也很重要。一个复杂的一个复杂的NF-B信号通路中，对于信号通路中，对于IKK的激活，是需要上游信号元的激活，是需要上游信号元件的寡聚化和泛素化。件的寡聚化和泛素化。但是，在非经典信号通路中，但是，在非经典信号通路中，RIP介导的介导的NEMO的寡聚化不会发生，的寡聚化不会发生，IKK是通过是通过NIKS直接介导直接介导T环磷酸化所激活的。环磷酸化所激活的。IKK对于对于NEMO的低的低亲和力也促使亲和力也促使NIK进入进入IKK的的T环发挥作用，而不是环发挥作用，而不是IKK。IKK的激活是一个短暂事件，其从属于反馈调节机制。的激活是一个短暂事件，其从属于反馈调节机制。多数的反馈调节机制作用于上游信号元件，其中作用最显著的是脱泛多数的反馈调节机制作用于上游信号元件，其中作用最显著的是脱泛素化酶素化酶A20和和CYLD。IKK的的C-末端末端NBD的磷酸化也是一种重要的反馈调节环的元件。的磷酸化也是一种重要的反馈调节环的元件。蛋白磷酸酶蛋白磷酸酶2A（PP2A），也可以通过转移），也可以通过转移T环磷酸化来阻碍环磷酸化来阻碍IKK的的激活。激活。3.IKK的酶作用底物的酶作用底物 自由的自由的IB家族成员：家族成员：IKK、IKK可磷酸化可磷酸化IB丝氨酸丝氨酸32、36和和 IB的丝氨酸的丝氨酸19、23。其中，作为其中，作为IKK的酶作用底物，的酶作用底物，IB要优于要优于IB。大多数情况下，。大多数情况下，IB降解速度比降解速度比IB慢。慢。IKK可以磷酸化可以磷酸化P100的丝氨酸的丝氨酸672。与与NF-B结合的结合的IB：是一种更好的是一种更好的IKK的酶作用底物。的酶作用底物。IB蛋白的主要作用是掩盖蛋白的主要作用是掩盖NF-B的核定位的核定位信号，阻止其入核，及其与信号，阻止其入核，及其与DNA的结合，使的结合，使NF-B以非活化形式存在于细胞的胞质中以非活化形式存在于细胞的胞质中。因此，。因此，对于研究对于研究NF-B信号通路来说，信号通路来说，IB蛋白的研究蛋白的研究很重要。很重要。典型的典型的IB蛋白蛋白IB,IB和和IB 前体前体IB蛋白蛋白p100 和和 p105 非典型的非典型的IB蛋白蛋白IB 和和 Bcl-3四四.IB蛋白的作用蛋白的作用IBIBIB1.典型的典型的IB蛋白蛋白 三种经典的三种经典的IB蛋白，它们有其各自蛋白，它们有其各自唯一的功能特征。另外，在应激反应引唯一的功能特征。另外，在应激反应引起的经典起的经典NF-B信号通路中，这三种类信号通路中，这三种类型的型的IB蛋白都是必需的。蛋白都是必需的。在三种经典的在三种经典的IB蛋白中，蛋白中，IB是是NF-B活化过程中最强的负反馈活化过程中最强的负反馈因子因子,保证保证NF-B 活化的迅速发生和关闭活化的迅速发生和关闭;而而IB和和IB则能缓冲系统活则能缓冲系统活化的波动趋势从而使化的波动趋势从而使NF-B 保持一个相对较长的响应时间。保持一个相对较长的响应时间。IB、IB专一性抑制含有专一性抑制含有RelA和和c-Rel的二聚体。的二聚体。IB蛋白家族最广泛的研究成员：蛋白家族最广泛的研究成员：IBIB是是IB蛋白家族最经典的成员。蛋白家族最经典的成员。在在NF-B信号通路中，信号通路中，IB可以与最普遍的可以与最普遍的NF-B二聚体二聚体P65：P50结合，防止其入核及与结合，防止其入核及与DNA结合。因此，在结合。因此，在IB缺失的情况下，已激活缺失的情况下，已激活的的NF-B信号通路的终止是显著推迟的。信号通路的终止是显著推迟的。IB与与P65:P50异源二聚体结合后，只掩饰异源二聚体结合后，只掩饰P65的核定位序列的核定位序列（NLS），而），而P50的的NLS则暴露。则暴露。P50的的NLS与与IB的核导出序列的核导出序列（NES）结合，使）结合，使IB与与NF-B二聚体的复合物在细胞质和细胞核之二聚体的复合物在细胞质和细胞核之 间间穿梭运动。穿梭运动。当经典信号通路激活的时候，当经典信号通路激活的时候，IB迅速降解，释放出多个迅速降解，释放出多个NF-B二聚二聚体。体。在非经典信号通路中，在非经典信号通路中，IB一般不是必需的。一般不是必需的。IB和和IB IB的表达最初是在造血细胞中发现的，与的表达最初是在造血细胞中发现的，与IB相比相比，其降解和再合成其降解和再合成具有明显的延迟现象。它的降解依赖于具有明显的延迟现象。它的降解依赖于IKK复合物，它的表达受到复合物，它的表达受到NF-B的调节。的调节。IB的功能目前还没有确定，它的缺失并不能显著影响的功能目前还没有确定，它的缺失并不能显著影响NF-B信号通路。信号通路。最近的研究表明，最近的研究表明，IB可能在细胞核中起调节可能在细胞核中起调节NF-B二聚体与二聚体与B位点结位点结合的作用。但是这一结果需要进一步验证。合的作用。但是这一结果需要进一步验证。2.前体前体IB蛋白蛋白P100 和和 P105p105 p105作为一个作为一个IB蛋白，可以被已激活的蛋白，可以被已激活的IKK复合物诱导降解。复合物诱导降解。p105通过通过20s蛋白酶体加工处理后形成蛋白酶体加工处理后形成p50，在此过程中，发生在翻译，在此过程中，发生在翻译阶段。不需要阶段。不需要SCF-TRCP。另外，另外，p105基因基因3端也可以编码一个独立的调节因子端也可以编码一个独立的调节因子IB。SCF复合物（复合物（Skp1、Cdc53/Cullin和和F-box蛋白质）是泛素蛋白质）是泛素-蛋白酶系蛋白酶系E3中的组成之一。中的组成之一。-TRCP（-transducin repeat-containing protein，转导重复相容蛋白）作为，转导重复相容蛋白）作为F盒蛋白的一盒蛋白的一员，特异识别磷酸化的员，特异识别磷酸化的IB和和-catenin，介导后，介导后者经泛素者经泛素-蛋白酶复合体途径降解。蛋白酶复合体途径降解。P100 p100主要出现在非经典通路中，在其加工过程中需要主要出现在非经典通路中，在其加工过程中需要IKK和和 SCF-TRCP，最后被降解成，最后被降解成p52。因此，。因此，p100加工处理成加工处理成p52的过程是一的过程是一个包括磷酸化和泛素化的受调控的过程。个包括磷酸化和泛素化的受调控的过程。p100是是RelB的唯一调节因子，因为包含的唯一调节因子，因为包含RelB的的NF-B二聚体只结合二聚体只结合p100。p100也可以作为传统的也可以作为传统的IB蛋白，调节蛋白，调节p65包含的包含的IKK下游复合物的下游复合物的活性。同时，其也可以限制活性。同时，其也可以限制p65的的NF-B活性，起反馈调节的作用。活性，起反馈调节的作用。因此，因此，p100可以对可以对NF-B的活性有正向和反向的调节。的活性有正向和反向的调节。因此，因此，p100对于对于NF-B信号通路的调节是很重要的。信号通路的调节是很重要的。P100具有选择性调节特殊的具有选择性调节特殊的NF-B复合物的功能。复合物的功能。p100作为作为IB蛋白，在特殊的蛋白，在特殊的NF-B信号通路的下游区域发挥作用。信号通路的下游区域发挥作用。p100具有特殊具有特殊NF-B二聚体的基础活性的调节功能。二聚体的基础活性的调节功能。P100加工处理成加工处理成p52的过程的过程P100：RelB异源二聚体异源二聚体IKKSCF-TRCP导致导致P100的泛素化的泛素化使使P100磷酸化，磷酸化，磷酸化位点磷酸化位点:丝氨丝氨酸酸866、870、872形成形成P52：RelB异源异源二聚体，从而激活二聚体，从而激活NF-B信号通路。信号通路。3.非典型的非典型的IB蛋白蛋白IB 和和 BCL-3Bcl-3 Bcl-3伴随着伴随着p50和和p52构成的同型和异型二聚体在细胞核中被发现构成的同型和异型二聚体在细胞核中被发现 的。的。p50同型二聚体可以与目标同型二聚体可以与目标DNA的的B位点结合，从而抑制位点结合，从而抑制NF-B 信号通路。信号通路。Bcl-3有两种作用方式：有两种作用方式：可以通过从可以通过从B位点转移位点转移p50同型同型二聚体的方式，介导转录抑制物的释放，二聚体的方式，介导转录抑制物的释放，B位点暴露，从而激活位点暴露，从而激活NF-B 信号通路。信号通路。也可以稳定也可以稳定p50同型二聚体，和阻止同型二聚体，和阻止p65、p50或者或者其它含有其它含有TAD的二聚体进入的二聚体进入B位点的方式，抑制信号通路。位点的方式，抑制信号通路。Cyclin D1是一种是一种Bcl-3调节基因。调节基因。去泛素化酶去泛素化酶CYLD，可以通过阻止，可以通过阻止Bcl-3在细胞核积累，及其与在细胞核积累，及其与p50，p52同型二聚体的共激活作用，来反向调节同型二聚体的共激活作用，来反向调节Bcl-3功能。功能。Bcl-3也可以通过在正常或者癌细胞中增强也可以通过在正常或者癌细胞中增强Hdm2基因的表达，来调基因的表达，来调节节p53。IB IB与与Bcl-3较为相似，与其他的较为相似，与其他的IB蛋白只有较弱的同源性。蛋白只有