Rodzina czynników transkrypcyjnych ssaków Rel/NF-kappaB, w tym RelA, c-Rel, RelB, NF-kappaB1 (p50 i jego prekursor p105) oraz NF-kappaB2 (p52 i jego prekursor p100), odgrywa kluczową rolę w układzie odpornościowym poprzez regulację układu odpornościowego. (p52 i jego prekursor p100), odgrywa centralną rolę w układzie odpornościowym poprzez regulację kilka procesów, począwszy od rozwoju i przeżycia limfocytów i organów limfoidalnych do kontroli odpowiedzi immunologicznej i transformacji nowotworowej. Pięciu członków rodziny NF-kappaB jest zwykle utrzymywanych w stanie nieaktywnym w cytoplazmie cytoplazmie poprzez interakcję z inhibitorami zwanymi IkappaB lub nieprzetworzonymi formami NF-kappaB. NF-kappaB1 i NF-kappaB2. Szeroka gama sygnałów pochodzących z receptorów antygenowych, receptorów rozpoznających wzór, receptorów dla członków cytokin rodziny cytokin TNF i IL-1 i inne indukują zróżnicowaną aktywację NF-kappaB. Chociaż prace prowadzone w ciągu ostatnich dwóch dekad rzuciły znaczące światło na regulację czynników transkrypcyjnych NF-kappaB i ich funkcji. i ich funkcji, w ciągu ostatnich dwóch lat poczyniono znaczne postępy, ujawniając nowe wgląd w regulację i funkcje NF-kappaB. Ten ostatni postęp został omówione w niniejszym przeglądzie. --- Ukierunkowane zaburzenie członków rodziny Rel/NF-kappaB NF-kappaB2, kodujących p100/p52 i RelB u myszy powoduje anatomiczne wady wtórnych tkanek limfoidalnych. tkanek limfatycznych. Tutaj donosimy, że rozwój centrów organizacyjnych plastra Peyera (PP) jest upośledzony zarówno u zwierząt z niedoborem NF-kappaB2, jak i RelB. Wywołana przez IL-7 ekspresja limfotoksyny (LT) w komórkach jelitowych, kluczowy krok w rozwoju PP nie jest zaburzona u zarodków z niedoborem RelB. Receptor LTbeta (LTbetaR) również brakuje PP i wykazujemy, że sygnalizacja LTbetaR indukuje p52-RelB i klasyczne heterodimery p50-RelA, podczas gdy czynnik martwicy nowotworu (TNF) czynnik martwicy nowotworów (TNF) aktywuje tylko RelA. Indukowane przez LTbetaR wiązanie p52-RelB wymaga degradacji hamującego prekursora p52, p100, który jest za pośrednictwem kinazy indukującej NF-kappaB (NIK) i kinazy IkappaB (IKK) podjednostkę kompleksu IKKalfa, ale nie IKKbeta lub IKKgamma. Aktywacja RelA wymaga wszystkich trzech podjednostek IKK, ale jest niezależna od NIK. Na koniec pokazujemy że TNF zwiększa poziomy p100, powodując specyficzne hamowanie wiązania DNA RelB poprzez C-koniec p100. Nasze dane wskazują na ważną rolę heterodimerów p52-RelB w rozwoju narządów limfoidalnych za LTbetaR, NIK i IKKalfa. --- Wcześniej informowaliśmy, że myszy z limfoplazją (aly/aly), które mają naturalną mutację mutację utraty funkcji w genie Nik, który koduje kinazę niezbędną do przetwarzanie p100 do p52 w alternatywnym szlaku czynnika jądrowego-κB (NF-κB) wykazują łagodną osteopetrozę ze wzrostem kilku parametrów tworzenia kości kości: szybkość tworzenia kości, szybkość odkładania się minerałów i liczba osteoblastów. W związku z tym zbadaliśmy mechanizmy molekularne uruchamiane przez alternatywny szlak NF-κB w regulacji różnicowania osteoblastów przy użyciu pierwotnych osteoblastów (POB) przygotowanych od myszy aly/aly. Fosfataza alkaliczna (ALP) i mineralizacja indukowana obecnością β-glicerofosforanu i kwasu kwasu askorbinowego były zwiększone w POB od aly/aly w porównaniu z myszami typu dzikiego (WT) myszy. Ponadto, różnicowanie osteoblastyczne indukowane przez białko morfogenetyczne kości białko morfogenetyczne 2 (BMP2), jak wykazano na podstawie aktywności ALP, ekspresji mRNA osteokalcyny, Id1, Osterix i Runx2 oraz fosforylację białek związanych z Sma i Mad (Smad) 1/5/8, była również zwiększona w POB od myszy aly/aly. Ektopowe tworzenie kości in vivo indukowane przez BMP2 było zwiększone u myszy aly/aly w porównaniu z grupą kontrolną. Transfekcja zmutowanej formy p100, p100ΔGRR, która nie może być przetworzona do p52, stymulowała aktywność ALP. p52, stymulowała aktywność ALP i fosforylację Smad. W przeciwieństwie do p100ΔGRR, nadekspresja p52 hamowała te zdarzenia. Zarówno aktywność ALP indukowana przez BMP2, jak i fosforylacja fosforylacja Smad były zmniejszone w POB od myszy z niedoborem p100, które niosą homozygotyczną delecję COOH-końcowych powtórzeń ankyryny p100, ale nadal p52 i p100ΔGRR oddziaływały z receptorem BMP, ALK2, w nadeksprymowanych komórkach COS7 i zmieniały poziomy białka ALK2 w przeciwnych kierunkach przeciwnych kierunkach: p52 zmniejszał ALK2, a p100 go zwiększał. Tak więc alternatywny szlak NF-κB poprzez przetwarzanie p52 z p100 negatywnie reguluje różnicowanie osteoblastów i tworzenie kości poprzez modyfikację aktywności BMP aktywność. --- Przetwarzanie białka prekursorowego NF-kappa B2 p100 w celu wygenerowania p52 jest ściśle regulowane. Jednak to zdarzenie proteolityczne może być aktywnie indukowane przez kinazę indukującą NF-kappa B i kodowaną przez ludzki wirus białaczki T-komórkowej lub być konstytutywnie włączone z powodu utraty C-końcowej części p100. części p100. Podczas gdy przetwarzanie p100 za pośrednictwem kinazy indukującej NF-kappa B wymaga białka zawierającego powtórzenie beta-transducyny, konstytutywne przetwarzanie p100 jest niezależne od tego białka. p100 jest niezależne od tego białka. Z drugiej strony, indukowane podatkiem przetwarzanie p100 wydaje się być zarówno zależne od białka zawierającego powtórzenia beta-transducyny i niezależne. Pokazujemy tutaj, że oprócz sekwencji C-końcowych, wiele funkcjonalnych regionów, w tym dwa regiony funkcjonalne, w tym dwie helisy alfa, domena dimeryzacji, sekwencja lokalizacji jądrowej i region bogaty w glicynę, zlokalizowane w N p100, również odgrywają ważną rolę zarówno w przetwarzaniu konstytutywnym, jak i indukowanym sugerując wspólny mechanizm przetwarzania p100. Dalej wykazać, że przy pomocy C-końcowej domeny śmierci i I kappa B i seryn ukierunkowanych na kinazę alfa, C-końcowa domena powtórzeń ankyryny p100 silnie oddziałuje z jej N-końcową domeną dimeryzacji i sekwencją lokalizacji jądrowej sekwencją lokalizacji jądrowej, łącząc w ten sposób sekwencje C- i N-końcowe razem tworząc trójwymiarową domenę. Ta domniemana domena jest nie tylko odpowiedzialna za tłumienie konstytutywnego przetwarzania, ale także wymagana do indukowalne przetwarzanie p100. Podsumowując, badania te podkreślają mechanizm, dzięki któremu różne sekwencje w obrębie p100 współdziałają w celu regulują jego przetwarzanie i rzucają światło na mechanizmy tego, jak przetwarzanie p100 jest ściśle i delikatnie kontrolowane. --- p105 (NFKB1) działa w podwójny sposób jako cytoplazmatyczna cząsteczka IkappaB i jako źródło podjednostki NF-kappaB p50 po przetworzeniu. p105 może tworzyć różne heterodimery z innymi podjednostkami NF-kappaB, w tym z własną podjednostką NFKB1. heterodimery z innymi podjednostkami NF-kappaB, w tym z własnym produktem przetwarzania, p50. p50, a kompleksy te reagują na sygnał. Sygnalizacja przez kinazę IkappaB (IKK) wywołuje degradację p105 i tworzenie homodimeru p50, z udziałem fosforylacji p105 z udziałem fosforylacji p105 w C-końcowym polu zniszczenia. My pokazujemy tutaj, że fosforylacja p105 przez IKKbeta jest bezpośrednia i nie wymaga p105 zawiera miejsce dokowania IKK zlokalizowane w domenie śmierci, która jest oddzielna od subdomen IKK. domenie śmierci, która jest oddzielona od miejsca substratowego. Reszty substratowe zostały zidentyfikowane jako seryny 923 i 927, z których ta druga była wcześniej uważana za za treoninę. S927 jest częścią konserwowanego motywu DSGPsi i jest funkcjonalnie najbardziej krytyczna. najbardziej krytyczny. Region zawierający obie seryny jest homologiczny do N-końcowe pole zniszczenia IkappaBalpha, -beta i -epsilon. Po fosforylacji przez IKK, p105 przyciąga substrat ligaz ubikwityny SCF E3 rozpoznające cząsteczki betaTrCP1 i betaTrCP2, co skutkuje poliubikwitynacją i całkowitej degradacji przez proteasom. Jednak przetwarzanie p105 jest niezależne od sygnalizacji IKK. Zgodnie z tym i jako model fizjologiczny fizjologicznie, lipopolisacharyd (LPS) indukował degradację endogennego p105 i tworzenie homodimeru p50, ale nie przetwarzanie w komórkach pre-B. W zmutowanych komórkach pre-B pozbawionych IKKgamma, przetwarzanie nie uległo zmianie, ale indukowana przez LPS degradacja p105 została zniesiona. Zatem funkcjonalny endogenny kompleks IKK jest wymagany do indukowanej sygnałem degradacji p105, ale nie do przetwarzania. --- Przetwarzanie białka prekursorowego NF-kappaB2 p100 w celu wygenerowania p52 jest ważnym etapem regulacji NF-kappaB. To zdarzenie proteolityczne jest ściśle regulowane przez sekwencje znajdujące się w C-końcowej części p100. Konstytutywne przetwarzanie p100 występuje w niektórych komórkach chłoniaka z powodu utraty jego C-końcowej domeny regulatorowej, chociaż podstawowe mechanizmy pozostają nieznane. Pokazujemy tutaj, że konstytutywne przetwarzanie C-końcowych mutantów skrócenia p100 jest związane z ich aktywną translokacją jądrową. Usunięcie C-końcowej domeny śmierci p100 wyzwala niski, ale znaczący poziom translokacji jądrowej i przetwarzania. translokacji jądrowej i przetwarzania. Zakłócenie domeny powtórzenia ankyryny p100 jeszcze bardziej zwiększa jego jądrową aktywność wahadłową, która jest ponownie związana z podwyższonym poziomem przetwarzania. Co ważniejsze, mutacja jądrowego sygnału lokalizacji jądrowej (NLS) p100 znosi jego przetwarzanie, a wada ta może być być uratowany przez fuzję heterologicznego NLS do amino- lub karboksy-końca mutanta p100. mutanta p100. Wyniki te sugerują, że migracja jądrowa jest mechanizmem regulującym przetwarzanie NF-kappaB2/p100. --- Proteolityczne przetwarzanie białka prekursorowego czynnika jądrowego (NF)-kappaB2 p100 generuje aktywną podjednostkę NF-kappaB2 p52, która z kolei transkrypcyjnie reguluje ekspresję p100. p100 działa również jako cząsteczka IkappaB zdolna do tłumienia aktywności p52. represji aktywności p52. Biologiczne znaczenie tej pętli sprzężenia zwrotnego nie zostało jeszcze wykazane in vivo. Tutaj pokazujemy, że myszy z niedoborem p100, ale z konstytutywną ekspresją p52 w limfocytach rozwinęły śmiertelne zapalenie płuc charakteryzujące się rozproszonym uszkodzeniem pęcherzyków płucnych z znacznym zwłóknieniem okołooskrzelowym. W przeciwieństwie do tego, ich mioty z tylko niedoborem p100 lub konstytutywną ekspresją p52 w limfocytach rozwinęło się łagodne zapalenie płuc z okołonaczyniowym zapalenie z okołonaczyniową infiltracją limfocytów i miały normalne życie długość życia. Śmiertelne zapalenie płuc jest związane z wysokim poziomem indukcji interferonu-gamma i jego indukowalnych chemokin zapalnych, co sugeruje zaangażowanie odpowiedzi immunologicznej T-helper-1. Odkrycia te pokazują fizjologiczne znaczenie białka prekursorowego NF-kappaB2 p100 w ograniczaniu potencjalnie szkodliwe skutki konstytutywnej sygnalizacji NF-kappaB2 w limfocytach. limfocytach. --- Podjednostka p50 NF-kappa B pochodzi z końca aminowego 105 kilodaltonowego prekursora. Końcówka karboksylowa p105, która zawiera powtórzenia ankyrin-like powtórzenia, cecha cząsteczek I kappa B, reguluje cytoplazmatyczną retencję p105 i hamuje wiązanie DNA przez prekursor. Tutaj opisujemy białko I kappa B identyczne z karboksylowo-końcowym regionem p105. Sondy obejmujące COOH, ale nie domenę homologii rel p105, hybrydyzują do odrębnego 2,6-kilobazowego mRNA wyrażanego w szerokim zakresie tkanek mysich. Sekwencja nukleotydowa sekwencja komplementarnych klonów DNA dla tego transkryptu, translacja in vitro, i wytrącanie immunologiczne metabolicznie znakowanych lizatów komórkowych ustalają, że koduje 70-kilodaltonowe białko, które odpowiada 607 aminokwasom COOH-końcowym p105. p70 hamuje transaktywację genów reporterowych pod kontrolą p65 i p75c-rel. genów reporterowych pod kontrolą elementów NF-kappa B i in vitro może zapobiegać wiązaniu DNA homodimerów p50 i p75c-rel do miejsc NF-kappa B. Zdolność p70 do stabilnego łączenia się z p49 i p65 in vitro, ale nie hamuje wiązania DNA przez te białka, sugeruje, że specyficzne właściwości hamujące tego I kappa B mogą odzwierciedlać jego względne powinowactwo do różnych celów rel. p70 fosforylowane przez kinazę białkową A nie hamuje wiązania DNA przez p50 lub białko c-rel, a sekwencjonowanie znakowanych radioaktywnie tryptycznych fosfopeptydów p70 ustala, że kinaza białkowa A fosforyluje resztę serynową 576 p70. To odkrycie sugeruje, że aktywność hamująca p70 może być regulowana przez poprzez szlak cyklazy adenylanowej. --- Przetwarzanie białka prekursorowego NF-kappaB2 p100 w celu wygenerowania p52 jest ściśle kontrolowane. kontrolowane, co jest ważne dla prawidłowego funkcjonowania NF-kappaB. Odpowiednio, konstytutywne przetwarzanie p100, spowodowane utratą jego C-końcowej domeny hamującej przetwarzanie z powodu rearanżacji genu nfkappab2, jest związane z rozwojem różnych chłoniaków i białaczek. rozwojem różnych chłoniaków i białaczek. W przeciwieństwie do fizjologicznego przetwarzanie p100 wyzwalane przez kinazę indukującą NF-kappaB (NIK) i jej kinazę IkappaB alfa (IKKalpha), która wymaga ligazy E3 białka zawierającego powtórzenia beta-transducyny (beta-TrCP) i występuje tylko w cytoplazmie. w cytoplazmie, konstytutywne przetwarzanie p100 jest niezależne od beta-TrCP, ale raczej jest regulowane przez jądrowe przemieszczanie p100. Tutaj wykazać, że konstytutywne przetwarzanie p100 wymaga również IKKalfa, ale nie IKKbeta (kinaza IkappaB beta) lub IKKgamma (kinaza IkappaB gamma). Wydaje się, że NIK jest również zbędna dla tego patogennego przetwarzania p100. Wyniki te wykazują ogólną rolę IKKalfa w przetwarzaniu p100 zarówno w warunkach warunkach fizjologicznych i patogennych. Dodatkowo stwierdzamy, że IKKalfa jest nie jest wymagana do jądrowej translokacji p100. Zatem wyniki te również wskazują, że translokacja jądrowa p100 nie jest wystarczająca do konstytutywnego przetwarzania p100. --- Kinaza IkappaB (IKK) jest kluczowym mediatorem aktywacji NF-kappaB indukowanej przez różne sygnały immunologiczne. różne sygnały immunologiczne. W limfocytach T i większości innych typów komórek, głównym celem IKK jest labilny inhibitor NF-kappaB. celem IKK jest labilny inhibitor NF-kappaB, IkappaBalfa, który jest odpowiedzialny za kanoniczną aktywację NF-kappaB. odpowiedzialny za kanoniczną aktywację NF-kappaB. Tutaj pokazujemy, że w komórkach T zakażonych ludzkim wirusem białaczki T-komórkowej (HTLV), IKKalfa jest ukierunkowany do nowego szlaku sygnałowego, który pośredniczy w przetwarzaniu prekursora nfkappab2 p100, co skutkuje aktywną produkcją podjednostki NF-kappaB, p52. To patogenne działanie jest pośredniczone przez kodowaną przez HTLV onkoproteinę Tax, która wydaje się działa poprzez fizyczną rekrutację IKKalfa do p100, wyzwalając zależną od fosforylacji ubikwitylację i przetwarzanie p100. Odkrycia te sugerują nowy mechanizm, za pomocą którego Tax moduluje szlak sygnałowy NF-kappaB szlak. --- Proteolityczne przetwarzanie prekursora p105 (NF-kappa B1) generuje podjednostkę p50 podjednostkę NF-kappa B. Aby zbadać funkcję prekursora p105, wygenerowaliśmy embrionalne komórki macierzyste (ES), które nie posiadają C-końcowego inhibitora NF-kappa B1. wygenerowaliśmy embrionalne komórki macierzyste (ES), którym brakuje C-końcowej domeny hamującej domeny p105 zawierającej ankyrynę (I kappa B gamma), ale zawierają funkcjonalną p50 poprzez homologiczną rekombinację. W komórkach ES pozbawionych p105 znaleziono dwie formy p50 p105. Podczas gdy jedna była cząsteczką p50 o oczekiwanej wielkości 415 aminokwasów, druga była izoformą 358 aminokwasów wygenerowaną przez alternatywny splicing. W izoformie tej brakowało C-końcowych 62 aminokwasów p50, w tym domniemanego sygnału lokalizacji jądrowej (NLS). sygnał lokalizacji jądrowej (NLS), ale zawierał pięć niepowiązanych aminokwasów. Ta cząsteczka p50 pozbawiona NLS zachowywała się podobnie do p50 typu dzikiego. Co ważne, izoforma Co ważne, kompleks izoforma p50-RelA skutecznie oddziaływał z I kappa B alfa, co sugeruje, że że NLS p50 nie jest niezbędny dla tych funkcji. Ponadto, izoformy p50 były obecne w jądrze. Utrata p105 i zwiększenie całkowitej ilości p50 spowodowało wzrost aktywności wiązania kappa B przez dimery p50-RelA i p50 dimerów. W komórkach ES typu dzikiego znaczna część całkowitego p50 jest związana z p105. Dlatego mutacja wprowadzona w NF-kappa B1 eliminuje zarówno przetwarzanie w celu wygenerowania p50, jak i wychwytywanie p50 przez p105. W przeciwieństwie do p50, tylko niewielka część RelA jest związana z p105. Te odkrycia wskazują, że p105 odgrywa wyjątkową rolę w kontrolowaniu aktywności dimeru p50 aktywność. --- Casper/c-FLIP jest cząsteczką związaną z kaspazą-8, krytycznie zaangażowaną w regulację apoptozy indukowanej receptorem śmierci. apoptozy indukowanej przez receptor śmierci. Wykazano, że Casper może promować lub antagonizować apoptozę i może aktywować czynnik transkrypcyjny NF-kappaB. Dokładne funkcje Casper są kontrowersyjne. Aby lepiej zrozumieć, w jaki sposób Casper sygnalizuje, przeszukaliśmy białka oddziałujące z Casper przez drożdże dwuhybrydowych. Zidentyfikowaliśmy NF-kappaB1 (p105), nietypową cząsteczkę IkappaB i prekursor podjednostki NF-kappaB p50. Eksperymenty ko-immunoprecypitacji wykazały, że Casper oddziaływał z p105 w komórkach 293, a w interakcji tej pośredniczyła C-końcowa domena IkappaB-like (IkappaBgamma). Nadekspresja p105 i IkappaBgamma hamowała aktywację NF-kappaB indukowaną przez Casper i nasilała apoptozę indukowaną przez Casper. Co więcej, Casper i jego C-końcowa domena podobna do kaspazy hamowały p105 do p50. Nasze odkrycia sugerują, że p105 jest zaangażowany w regulację apoptozy i aktywację NF-kappaB za pośrednictwem Casper.
Czy p100 jest cząsteczką białka prekursorowego podjednostki p50 czynnika transkrypcyjnego NF-kappaB?
Nie, cząsteczką prekursorową dla NF-kappaB p50 jest p105, a nie p100. Nfkb2 koduje dwóch członków rodziny białek NF-kappa B/Rel: p52 i p100. Zaproponowano, że polipeptyd p100 służy jako prekursor p52 (a nie p50), co odpowiada N-końcowej połowie p100. NF-kappaB funkcjonuje jako hetero- lub homo-dimer, który może być utworzony z pięciu podjednostek NF-kappaB, NF-kappaB1 (p50 i jego prekursor p105), NF-kappaB2 (p52 i jego prekursor p100), RelA (p65), RelB i c-Rel.