对核因子NF-κB在免疫反应和细胞凋亡中作用的认识.pdf

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1、对核因子NF-κB在免疫反应和细胞凋亡中作用的认识汪福州景亮东南大学附属中大医院麻醉科核转录因子NF-κB最初在鼠成熟B细胞和粒细胞瘤中发现并命名为细胞核Kappa轻链基因表达的调节子，但是接下来的研究不断发现其存在于多种细胞中。即使是病毒，如巨细胞病CMV、乙肝病毒HBV、人类免疫缺陷病毒HIV-1和流感病毒等都能有效利用NF-κB强有力的转录功能。对NF-κB研究的兴趣主要集中在对生物医学具有相当重要性的基因转录控制的可诱导性和可调控性上。其中对NF-κB和I-κB在免疫调节和疾病的发生发展中的作用尤为关注。N

2、F-κB家族、结构及一般功能NF-κB是由两个单体组成二聚体转录因子家族的原型，其单体包含约300氨基酸的DNA结合Rel区和I-κB结合区。目前所知NF-κB/Rel家族成员包括RelA(p65)、RelB、c-Rel、v-Rel、p50、p52、Dorsal、Dif和Relish等。NF-κB的活化形式由p50亚单位和p65亚单位组成的异源二聚体，在多种转录过程中发挥关键作用。在静态细胞，p50/p65二聚体在血浆中与I-κBα、I-κBβ和I-κBγ结合以防止其进入细胞核结合DNA。Rel家族参与肿瘤的发生已

3、得证实，同时也是活化NF-κB成员之一，而且不同形式的Rel成员可能活化不同的靶基因。NF-κB特异性识别DNA元件5’-GGGRNYYYCC-3’（R为非特异性嘌呤，Y为非特异性嘧啶，N为核苷酸）。2.9Å分辨率时p50/p65二聚体的晶体结构包含有5个碱基对5’-GGGAC-3’p50亚位点和4个碱基对3’-TTCC-5’p65亚位点，每个亚单位包含有2个通过由10个氨基酸组成的连接子相互结合的免疫球蛋白样区。p50通过精氨酸54、精氨酸56、酪氨酸57、谷氨酸60、组氨酸64和赖氨酸241结合于5’亚位点，p

4、65则通过精氨酸33、精氨酸35、酪氨酸36、谷氨酸39和精氨酸187结合于3’亚位点，这说明p50/p65二聚体具有不同的启动子。p50二聚体-DNA复合物由10个环状结构构成有利于蛋白-DNA识别。对NF-κB基因的克隆将有利于对其转录调节的精确认识。p50DNA结合亚单位的克隆显示NF-κB/I-κB系统是是一个通过胞浆/胞核分配控制蛋白功能的独特模式。就像糖皮质激素受体活化方式一样，NF-κB可以看成是胞内第二信使而将信号从细胞表面传到细胞核。有必要指出的是NF-κB基因的表达在mRNA水平受到肿瘤坏死因子

5、TNF-α和佛波酯的调节。p65亚单位行使着抑制亚单位I-κBα和I-κBβ受体的功能，并显示出kappaB特异性DNA结合活1性。65KD的蛋白p65在凝胶中具有独特的移动性。同时I-κB主要通过与p65相互作用而达到对NF-κB的抑制。NF-κB抑制家族I-κB和IKK在静止细胞胞浆中NF-κB与其抑制蛋白I-κBα、I-κBβ和I-κBγ结合形成复合物。其它I-κB样蛋白包括Bcl-3、I-κB-ε、I-κB-δ（p100）、Cactus和Relish等[1].NF-κB的活化需要I-κB的磷酸化和蛋白酶的快

6、速降解。许多外界刺激如细胞因子、蛋白激酶活化因子、病毒、氧化物、细菌组成物（酯多糖、肽聚糖、鞭毛蛋白等）[2-4]。然而，复合物NF-κB/I-κB的形成在体内外能够被快速而有效地逆转。I-κB激酶IKK是I-κB离开NF-κB并使之得以活化的必需前提，随之降解抑制因子I-κB。NF-κB的活化需要I-κBα32位和36位丝氨酸的磷酸化。但是在完整细胞I-κBα的磷酸化并不足以激活NF-κB。完整的IKK复合物包括2个催化亚单位IKKα(IKK1)、IKKβ(IKK2)和1个伴随亚单位NEMO(NF-κBessen

7、tialmodifier)或IKKγ。IKKα和IKKβ属于丝/苏氨酸蛋白激酶，而NEMO虽包含有多个蛋白反应基序但却无明显的催化区。TNF-α刺激显示c-IAP-1对NEMO的调节在IKK复合物的活化上作用特殊。NEMO保守的锌指结构对于NEMO的泛素化和IKK的活化至关重要[5]，特别是位于锌指417位的残基半胱氨酸[6]。IKKβ和其它激酶对IKKγ/NEMO的磷酸化在调节IKK活性的过程中发挥着相当作用，IKKγ/NEMO碳末端144-159、369和375位残基是IKKβ发挥磷酸化作用的主要位点[7]。I

8、KKγ/NEMO是免疫、炎症和凋亡通路上的中心分子。与此相反地是IKKγC417R在人THP.1单核细胞的IKK活性和NF-κB的活化上起负性调节作用，使细胞对TNF-α和LPS调节的凋亡增加[6]。位于IKKβ螺旋-环-螺旋HLH基序与碳末端之间的丝氨酸从的自身磷酸化使IKK活性下降。对于IKKα，其丝氨酸176是NF-κB诱导激酶NIK磷酸化的主要位点。