14.4:

14.4: Voie de signalisation NF-κB- dépendante

NF-κB-dependent Signaling Pathway

JoVE Core
Molecular Biology

A subscription to JoVE is required to view this content. Sign in or start your free trial.

JoVE Core Molecular Biology

NF-κB-dependent Signaling Pathway

14.3: Hedgehog Signaling Pathway

14.5: Internal Receptors

7,461 Views

•

02:26 min

•

April 07, 2021

Overview

The transcription factor NF-κB was discovered in 1986 in the lab of Nobel laureate Professor David Baltimore, for its interaction with the immunoglobulin light chain enhancer in B-cells. After more than three decades of study, it is now evident that NF-κB regulates the expression of over 100 genes. Most of these genes play an essential role in the innate and adaptive immune responses as well as the inflammatory responses of animals.

NF-κB-dependent Signaling Mechanism

The heterodimer of NF-κB exists in the inactive state in the cytoplasm of the resting cells. The inhibitory protein, IκB, masks the nuclear localization signals of the NF-κB. On induction of cells by external stimuli – such as pathogens or reactive oxygen species – the IκB is tagged and subsequently degraded in the proteasome. The free NF-κB can then act as a transcriptional activator for its target genes in the cell nucleus. The activation of these genes then allows the cell to mount an appropriate physiological response.

NF-κB Function and Associated Diseases

Besides acting as a central mediator of immune responses in animals, studies have revealed several other roles of NF-κB. These include the regulation of cell proliferation and apoptosis, tumor formation, and multiple and diverse functions in the nervous system – such as learning and memory.

Additionally, the NF-κB signaling pathway also acts as a target for some viral as well as bacterial pathogens. Pathogens like HIV, HPV, and Yersinia pestis have developed strategies to exploit or interfere with the NF-κB signaling pathway to evade host defense mechanisms. Because of its diverse roles in animals, the NF-κB signaling pathway is an excellent therapeutic target.

Transcript

Les protéines NF-κB sont des facteurs de transcription qui sont impliqués dans de nombreuses fonctions cellulaires cruciales telles que l’activation des cellules immunitaires, l’adhésion cellulaire, la réponse antimicrobienne et la régulation du cycle cellulaire.

À l’état de repos, le NF-κB existe sous la forme d’un hétérodimère directement lié à une protéine inhibitrice appelée IκBɑ. IκBɑ supprime l’activité de NF-κB en tant qu’activateur transcriptionnel.

La voie de signalisation dépendante de NF-κB est activée lors de la liaison d’un ligand approprié à son récepteur de surface cellulaire correspondant sur la cellule cible.

Par exemple, la voie peut être déclenchée par la liaison du facteur de nécrose tumorale-ɑ au récepteur TNF, la liaison de l’interleukine 1 au récepteur IL1 ou la liaison d’agents pathogènes à des récepteurs de type Toll.

Cette liaison ligand-récepteur entraîne l’activation d’un complexe protéique, la kinase IκB, composé de trois sous-unités, ɑ, β et γ.

La kinase activée phosphoryle ensuite la protéine IkB conduisant à son ubiquitination.

La protéine IκB marquée subit alors une dégradation immédiate dans le protéasome.

En conséquence, le dimère NF-κB est libéré de IκB et est libre pour sa translocation vers le noyau où il peut activer l’expression d’un certain nombre de gènes cibles.

L’un des gènes cibles activés par NF-κB est le gène qui code pour la protéine IκBɑ. Lors de son expression accrue, IκBɑ aide à réguler la voie de signalisation dépendante de NF-κB via une boucle de rétroaction négative.

La voie de signalisation dépendante de NF-κB agit pour contrôler un large éventail de processus biologiques, y compris l’immunité innée et adaptative et les réponses au stress inflammatoire.

En raison de son rôle central dans les réponses immunitaires et inflammatoires chez les animaux, la dérégulation de NF-κB peut entraîner divers types de cancers, ainsi que plusieurs maladies inflammatoires, telles que l’arthrite et l’asthme.

Key Terms and definitions

Learning Objectives

Questions that this video will help you answer

This video is also useful for