概括:NF-κB是一类在细胞生长、免疫反应和炎症中发挥关键作用的转录因子家族 ,NF-κB信号通路异常激活与多种疾病密切相关,包括癌症、自身免疫性疾病、炎症性疾病和神经退行性疾病等。
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核心组分与家族成员
1. NF-κB 转录因子家族
哺乳动物中包含 5 个成员,均具有 Rel 同源结构域(RHD),负责二聚化和 DNA 结合:
- RelA (p65)、c-Rel、RelB:含有转录激活域(TAD),可激活基因转录。
- p105、p100:无激活域,是前体蛋白,经蛋白酶体剪切后形成p50和p52。
2. 抑制蛋白 IκB 家族
- IκBα、IκBβ、IκBε:经典抑制子,通过锚蛋白重复序列(ANK)与 NF-κB 二聚体结合,将其隔离在细胞质中。
- p105、p100:兼具抑制子和前体功能,其 C 端 ANK 结构域可抑制 N 端 p50/p52。
3. 关键激酶与调控蛋白
- IKK 复合物:由催化亚基 IKKα、IKKβ 和调节亚基 IKKγ(NEMO)组成,是通路的核心激酶。
- NIK:NF-κB 诱导激酶,是非经典通路的核心激酶。
- TRAF 家族:作为 E3 泛素连接酶,介导 K63 位泛素化,激活下游信号。
- 去泛素化酶:如 CYLD、A20,通过去除泛素链,负调控通路。
经典 NF-κB 通路(Canonical Pathway)
特点:响应快速、瞬时信号(如 PAMPs、TNF、IL-1、抗原),核心是激活 RelA/p65 与 p50 异二聚体。
一、信号启动:上游受体激活
• TLRs/IL-1R:识别 PAMPs/DAMPs 或 IL-1 后,招募 MyD88 和 IRAK 激酶,激活 TRAF6。
• TNFR:TNF 结合后,招募 TRADD、RIP1 和 TRAF2/5,激活 c-IAP1/2。
• BCR/TCR:抗原结合后,通过 SYK/ZAP-70 激活 PKC,形成 CBM 复合物(CARMA1-BCL10-MALT1)。
二、信号转导:IKK 复合物激活
1. 上游信号通过 TRAF6/TRAF2/5 和 CBM 复合物,招募并激活TAK1 激酶复合物。
2. TAK1 磷酸化 IKKβ,同时 LUBAC 对 NEMO 进行线性泛素化,共同激活 IKK 复合物。
三、核心步骤:IκB 降解与二聚体入核
1. 激活的 IKKβ 磷酸化 IκBα 的 Ser32/36 位点。
2. β-TrCP E3 连接酶对 IκBα 进行 K48 泛素化,介导其被蛋白酶体降解。
3. 释放的 RelA/p65 与 p50 异二聚体转位入核,结合靶基因启动子,启动炎症和免疫相关基因转录。
非经典 NF-κB 通路(Non-canonical Pathway)
特点:响应持续、缓慢信号(如 LT、CD40L、BAFF),核心是激活 RelB 与 p52 异二聚体。
一、信号启动:受体激活与 NIK 稳定
1. 配体(如 BAFF)与受体(如 BAFF-R)结合,招募 TRAF2/3 和 c-IAP1/2。
2. c-IAP1/2 对 TRAF3 进行 K48 泛素化,使其降解,从而释放并稳定 NIK。
二、 核心步骤:p100 加工与 p52 生成
1. 稳定的 NIK 磷酸化并激活 IKKα 同源二聚体。
2. IKKα 磷酸化 p100 的 Ser866/Ser870 位点,使其被 K48 泛素化。
3. p100 经蛋白酶体部分剪切,生成 p52,与 RelB 形成异二聚体入核,调控淋巴发育和 B 细胞分化相关基因。
负调控机制
- 去泛素化酶:CYLD、A20 去除 K63 泛素链,抑制 TAK1 和 IKK 激活。
- IκBα 重新合成:NF-κB 激活后诱导 IκBα 转录,新合成的 IκBα 进入核内,结合并导出 RelA/p65。
- 蛋白酶体降解:K48 泛素化介导信号蛋白(如 TRAF3、IκBα)降解,终止信号。
正调控机制
- 线性泛素化:LUBAC 对 NEMO 进行线性泛素化,增强 IKK 活性。
- 激酶级联:TAK1、IKKβ 的磷酸化级联反应,放大信号
