14.4:

14.4: NF-κB-зависимый сигнальный путь

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

Please note that all translations are automatically generated. Click here for the English version.

14.3: Hedgehog Signaling Pathway

14.5: Internal Receptors

7,448 Views

•

02:26 min

•

April 07, 2021

Overview

Транскрипционный фактор NF-κB был открыт в 1986 году в лаборатории нобелевского лауреата профессора Дэвида Балтимора для его взаимодействия с усилителем легких цепей иммуноглобулинов в В-клетках. После более чем трех десятилетий исследований стало очевидно, что NF-κB регулирует экспрессию более 100 генов. Большинство из этих генов играют важную роль во врожденных и адаптивных иммунных реакциях, а также в воспалительных реакциях животных.

NF-κB-зависимый механизм передачи сигналов

Гетеродимер NF-κB существует в неактивном состоянии в цитоплазме покоящихся клеток. Ингибирующий белок, IκB, маскирует ядерные сигналы локализации NF-κB. При индукции клеток внешними раздражителями, такими как патогены или активные формы кислорода, IκB помечается и впоследствии разрушается в протеасоме. Свободный NF-κB может действовать как активатор транскрипции для своих генов-мишеней в ядре клетки. Активация этих генов затем позволяет клетке выработать соответствующую физиологическую реакцию.

Функция NF-κB и сопутствующие заболевания

Помимо действия в качестве центрального медиатора иммунных реакций у животных, исследования выявили несколько других ролей NF-κB. К ним относятся регуляция пролиферации и апоптоза клеток, образование опухолей, а также множественные и разнообразные функции в нервной системе, такие как обучение и память.

Кроме того, сигнальный путь NF-κB также выступает в качестве мишени для некоторых вирусных, а также бактериальных патогенов. Патогены, такие как ВИЧ, ВПЧ и Yersinia pestis, разработали стратегии использования или вмешательства в сигнальный путь NF-κB для уклонения от защитных механизмов хозяина. Из-за своей разнообразной роли в организме животных, сигнальный путь NF-κB является отличной терапевтической мишенью.

Transcript

Белки NF-κB являются факторами транскрипции, которые участвуют во многих важнейших клеточных функциях, таких как активация иммунных клеток, клеточная адгезия, антимикробный ответ и регуляция клеточного цикла.

В состоянии покоя NF-κB существует в виде гетеродимера, непосредственно связанного с ингибирующим белком под названием IκBɑ. IκBɑ подавляет активность NF-κB в качестве активатора транскрипции.

NF-κB-зависимый сигнальный путь активируется при связывании соответствующего лиганда с соответствующим рецептором клеточной поверхности на клетке-мишени.

Например, этот путь может быть запущен путем связывания фактора некроза опухоли-ɑ с рецептором TNF, связывания интерлейкина 1 с рецептором IL1 или связывания патогенов с толл-подобными рецепторами.

Это связывание лиганд-рецептор приводит к активации белкового комплекса, IκB киназы, состоящего из трех субъединиц: ɑ, β и γ.

Затем активированная киназа фосфорилирует белок IkB, что приводит к его убиквитинации.

Затем помеченный белок IκB подвергается немедленной деградации в протеасоме.

В результате димер NF-κB высвобождается из IκB и освобождается для его транслокации в ядро, где он может активировать экспрессию ряда генов-мишеней.

Одним из генов-мишеней, активируемых NF-κB, является ген, кодирующий белок IκBɑ. При увеличении экспрессии IκBɑ помогает регулировать NF-κB-зависимый сигнальный путь через петлю отрицательной обратной связи.

NF-κB-зависимый сигнальный путь управляет широким спектром биологических процессов, включая врожденный и адаптивный иммунитет и воспалительные стрессовые реакции.

Из-за своей ключевой роли в иммунных, а также воспалительных реакциях у животных, нарушение регуляции NF-κB может привести к различным видам рака, а также к некоторым воспалительным заболеваниям, таким как артрит и астма.

Key Terms and definitions

Learning Objectives

Questions that this video will help you answer

This video is also useful for

Tags

NF-κB сигнальный путь фактор транскрипции усилитель легких цепей иммуноглобулинов b-клетки гены врожденный иммунный ответ адаптивный иммунный ответ воспалительный ответ гетеродимер цитоплазма покоящиеся клетки ингибирующий белок IκB сигналы ядерной локализации внешние стимулы патогены активные формы кислорода протеасомы активатор транскрипции гены-мишени ядро клетки пролиферация клеток апоптоз образование опухолей функция нервной системы обучение и память