自然细胞生物学。作者手稿；PMC 2006年8月22日提供。
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NIHMSID公司：NIHMS4840
NF-κB通路中的泛素信号
德克萨斯大学西南医学中心，分子生物学系，5323 Harry Hines Boulevard，Dallas，TX 75390-9148，USA
总结
转录因子NF-κB（核因子-κ增强子结合蛋白）控制许多过程，包括免疫、炎症和凋亡。对NF-κB通路的研究揭示了泛素化的新功能，以及其在靶向蛋白质降解中的众所周知的作用。泛素至少参与该途径的三个步骤：NF-κB抑制剂IκB的降解、NF-κ子B前体的加工以及通过降解诱导依赖机制激活IκB激酶（IKK）。
介绍
在这个充满尖端技术的后基因组时代，回顾泛素和NF-κB的历史令人耳目一新，因为它们都是通过简单的“桶式”生物化学和清醒的头脑的巧妙结合发现的1–5自这些经典实验以来，泛素和NF-κB都占据了生物学的中心地位，因为它们控制着从细胞的出生和死亡到有机体的神经元行为的大量细胞和有机体过程。同样，通过生物化学，泛素化在NF-κB活化中的重要作用被揭示出来6–8泛素不仅靶向IκB降解，还靶向NF-κB前体p105和p100，通过蛋白酶体加工成成熟形式。更令人惊讶的是，还发现了泛素化通过一种不依赖于降解的机制在激活NF-κB途径中的蛋白激酶中的关键作用9–11因此，泛素和NF-κB研究的融合不仅有助于阐明NF-kb B活化的生化机制，而且也拓宽了我们对泛素作为一种多功能信号标签的理解。由于NF-κB途径中泛素化的一些广泛综述是可用的12,13在这里，我将总结泛素在NF-κB途径中传统作用的当前观点，然后重点介绍泛素在该途径中非传统作用的最新研究进展。
泛素在NF-κB通路中的传统作用
NF-κB是一种二聚体转录因子，由Rel家族成员组成，包括Rel-a（也称为p65）、c-Rel、Rel-B、p50和p5214p50和p52分别来自较大的前体p105和p100，通过蛋白酶体的蛋白水解过程。所有NF-κB蛋白都包含一个高度保守的Rel-homology结构域（RHD），该结构域负责DNA结合、二聚、核移位以及与IκB蛋白质的相互作用。IκB蛋白，包括IκBα、β和κB，通过锚蛋白重复序列与NF-κB结合，阻断其核导入，从而阻断其转录活性。p105和p100的C末端还包含IκB样的锚蛋白重复序列，为了生成成熟的Rel亚单位，必须降解这些重复序列。
NF-κB活化途径大致分为规范和非规范途径，这取决于活化是否涉及IκB降解或p100处理()15在作为主要NF-κB信号通路的经典通路中，用激动剂如肿瘤坏死因子α（TNFα）或白细胞介素-1β（IL-1β）刺激细胞会激活由两个催化亚基IKKα和IKKβ以及一个调节亚基NEMO（也称为IKKγ）组成的IKK复合物。遗传实验表明，IKKβ（而非IKKα）在两个N末端丝氨酸残基磷酸化IκB蛋白。这种信号诱导的磷酸化作用靶向IκB，用于多泛素化和蛋白酶体随后的降解7从而释放NF-κB。NF-κB活化的非标准途径主要在B细胞中运作，以响应TNF受体超家族的一个子集的刺激，包括BAFF受体、淋巴毒素-β（LTβ）和CD40配体。刺激这些受体可激活蛋白激酶NIK，进而激活IKKα。IKKα随后在两个C末端丝氨酸残基磷酸化p100，导致蛋白酶体选择性降解其IκB样结构域16,17成熟的p52亚单位及其结合伙伴Rel-B易位到细胞核中以调节基因表达。
NF-κB信号通路在典型途径（左）中，用同源配体刺激TNF受体（TNFR）、IL-1受体（IL-1R）或Toll样受体（TLR）激活TRAF蛋白，随后激活激酶TAK1，后者磷酸化并激活IKKβ。IKKβ随后磷酸化IκB，导致其被SCF-βTrCP泛素连接酶复合物泛素化，随后被蛋白酶体降解。由p50和Rel-A组成的NF-κB二聚体随后可以进入细胞核，调节参与炎症、免疫和细胞生存的靶基因的表达。在非规范途径中，属于TNFR超家族的受体子集，如BAFF的B细胞受体（BAFF-R），通过未知机制激活激酶NIK。然后NIK磷酸化IKKα，后者反过来磷酸化NF-κB前体p100。p100随后被多泛素化，然后被蛋白酶体加工成成熟亚基p52。p52及其结合伙伴Rel-B易位到细胞核，开启对B细胞成熟至关重要的基因。
泛素蛋白酶体途径在NF-κB活化的规范和非规范途径中都起着关键作用。泛素化是一种由三个酶步骤催化的可逆共价修饰18在第一步中，泛素通过泛素激活酶（E1）在ATP依赖反应中激活。在第二步中，活化的泛素被转移到泛素结合酶（E2或Ubc），形成E2-Ub硫代酯。最后，在泛素蛋白连接酶（E3）的存在下，泛素通过泛素的羧基末端和目标蛋白中赖氨酸残基的ɛ-氨基之间的异肽键连接到目标蛋白。泛素包含七种赖氨酸，可以通过高度反应与另一种泛素结合形成多泛素链。通常，以蛋白质为靶点以供蛋白酶体降解的多泛素链通过泛素的赖氨酸-48（K48）连接19然而，在细胞中也发现了通过泛素的其他赖氨酸连接的泛素链20特别是，最近发现K63连接的多泛素链通过降解依赖机制调节DNA修复和蛋白激酶激活（见下文）。
IκB的泛素化是由Ubc4/5家族的E2进行的7,9,21和SCF-βTrCP E3连接酶（含有F-box蛋白βTrCP的Skp1-Cul1-F-box连接酶）22–26在哺乳动物细胞中发现了两种βTrCP蛋白，βTrCP1和βTrCP2。小鼠中βTrCP1的基因缺失仅导致IκBα降解的适度延迟，表明βTrCPl和βTrCP2可能具有冗余功能27确实，通过RNAi阻断IκBα降解沉默βTrCP1和βTrCP2表达。βTrCP1和βTrCP2通过其C末端WD40重复序列特异性地结合到IκB的磷酸化形式，并通过F-box结合到SCF复合物的其余部分。SCF复合物包含RING域蛋白Roc1/Rbx1，该蛋白与Ubc4/5结合，允许E2在两个保守的N-末端赖氨酸残基上泛素化IκB。多泛素化的IκB仍然与NF-κB相关，但被26S蛋白酶体选择性降解，而NF-κ7.
泛素-蛋白酶体途径也分别负责p105和p100到p50和p52的加工。p105可以进行共翻译或翻译后处理，两者都需要蛋白酶体6,28p105的共翻译过程似乎是一个不需要磷酸化或泛素化的组成过程，并且可能是p50的主要来源，p50在未刺激细胞中构成存在。一些药物，如佛波酯（PMA）和脂多糖（LPS），可以通过激活IKK来刺激p105的翻译后处理，IKK在C端结构域磷酸化p10529另一方面，p100的处理受到NF-κB活化的非标准途径的严格调控，并且依赖于磷酸化和泛素化。如上所述，刺激B细胞上TNFR家族的某些受体可激活IKKα，后者在两个C末端丝氨酸残基磷酸化p100(). 这种磷酸化减轻了C末端死亡结构域对p100加工的抑制，并将SCF-βTrCP连接酶招募到特定赖氨酸的多泛素化p10016,17,30,31随后，C末端IκB样结构域被蛋白酶体选择性降解，生成成熟的p52亚单位。
蛋白酶体如何部分降解蛋白质？更具体地说，什么定义了降级的开始和停止位置？最近提出了一个调控泛素/蛋白酶体依赖性加工的合理模型32.根据此模型()，底物上的泛素标签将蛋白酶体招募到内部非结构化序列，如p105和p100的富含甘氨酸区域（GRR）33据推测，该区域形成一个发夹状环，插入20S蛋白酶体的蛋白水解室。蛋白质水解从环开始，然后在目标蛋白的N端和C端方向进行。在大多数情况下，蛋白酶体的19S亚复合物可以完全打开N端和C端结构域，并将其穿入蛋白水解室，从而使目标物完全降解。在诸如p105和p100等基底的情况下，RHD结构域是一个紧密折叠的结构，可能很难展开。因此，从假定的p105或p100的GRR环启动蛋白质水解后，蛋白酶体沿着C端多肽咀嚼，直到到达末端，但当它遇到紧密折叠的RHD结构时，在N端停止。
蛋白酶体处理p100的模型多泛素化p100被招募到蛋白酶体中，允许富含甘氨酸的柔性区域（GRR）作为环插入蛋白酶体中。多肽的降解沿N端和C端方向进行。当紧密折叠的Rel-homology结构域（RHD）无法展开以允许插入蛋白酶体时，C末端的降解一直进行到最后，而N末端的降解停止。由此产生的p52亚单位及其二聚体伴侣Rel-B随后从蛋白酶体中释放出来。
泛素在激活蛋白激酶中的非传统作用
偶然性在发现泛素依赖性IκB激酶复合物中发挥了重要作用91995年，建立了一个无细胞系统来证明IκBα的信号诱导泛素化7该系统随后被用于通过将HeLa细胞溶质提取物分离为两个组分（称为组分I和II）来鉴定参与IκB泛素化的酶1,9令人惊讶的是，每一组分单独不再支持IκBα磷酸化，但当两者结合时，或者当组分I被泛素和Ubc4或Ubc5取代时，IκBα磷酸化恢复。组分II的进一步纯化导致鉴定出700kDa激酶复合物，其活性可以通过多泛素化以不依赖于降解的方式调节9.
关于泛素激活IKK的早期工作的一个主要问题是泛素化和已知激活IKK的信号通路之间缺乏联系。TRAF（TNF受体相关因子）蛋白是泛素E3连接酶，这一发现在很大程度上解决了这个问题10TRAF蛋白在许多细胞表面受体（包括TNF受体超家族（TNFR）、IL-1受体（IL-1R）和Toll样受体（TLRs））激活NF-κB的信号通路中起着关键作用34在人类基因组中已鉴定出该家族的七个成员。除TRAF1外，所有TRAF蛋白都包含一个N末端环结构域，之后是几个锌指结构域。在所有TRAF蛋白中，TRAF2和6的研究最为深入。TRAF2通过与适配器蛋白TRADD结合而被招募到TNF受体复合体35TRADD和TRAF2也与受体相互作用蛋白RIP相互作用，RIP是一种通过激酶非依赖性机制在TNF途径中发出信号的蛋白激酶。TRAF6对IL-1和TLR途径中的IKK和JNK激活至关重要36,37在这些途径中，受体的刺激导致MyD88的招募，MyD88是一种适配器蛋白，可进一步招募蛋白激酶IRAK4和IRAK1。IRAK1随后与TRAF6结合，TRAF6随后激活下游信号级联，包括IKK和JNK的信号级联。
TRAF6和TRAF2泛素连接酶激活IKK
在一系列旨在阐明TRAF6激活IKK机制的生化实验中，鉴定了两种TRAF6调节的IKK激活物（TRIKAs）10,11.TRIKA1是一种E2酶复合物，由Ubc13和Ubc样蛋白Uev1A组成10,38E2与TRAF6（一个环结构域E3）一起作用，在目标蛋白（包括NEMO和TRAF6本身）上合成K63连接的多泛素链。TRIKA2是一种三聚体复合物，由蛋白激酶TAK1和两个衔接蛋白TAB1和TAB2组成11,39TAK1在激活环中的两个丝氨酸残基处磷酸化IKKβ，从而激活IKK。TAB2及其相关蛋白TAB3包含一个高度保守的新锌指（NZF）结构域，该结构域优先与K63连接的多泛素链结合40NZF结构域的突变使TAB2和TAB3失去了激活TAK1和IKK的能力，而用异源泛素结合域替换NZF的结构域则恢复了TAB2与TAB3的功能，这表明NZF域的泛素结合对激活TAK1和IKK是必要的。这些研究导致了以下通过TRAF6介导的多泛素化激活IKK的模型(). 当配体与IL-1R或TLR结合时，TRAF6被招募到受体复合物中并形成寡聚体。TRAF6寡聚激活其连接酶活性，导致包括TRAF6本身在内的靶点的K63连接多泛素化。泛素化TRAF6招募TAB2并激活TAB2相关的TAK1激酶，然后磷酸化并激活IKK。泛素激活的TAK1也磷酸化并激活MKK激酶，如MKK6，后者反过来激活JNK和p38激酶途径11因此，TRAF6介导的多泛素化通过降解依赖机制启动蛋白激酶级联。最近的结构研究表明，K48和K63连接的泛素链采用非常不同的构型，可能为这些多泛素链的不同信号功能提供分子基础41.
TRAF6泛素化激活IKK的模型刺激IL-1R或TLR导致MyD88、IRAK和TRAF6向受体复合体募集。这可能促进TRAF6寡聚并激活其泛素连接酶活性，导致包括Nemo（未显示）和TRAF6本身在内的靶点的K63连接的多泛素化。这种多泛素化反应需要E1和Ubc13/Uev1A，并且可以被CYLD和A20等去泛素化酶逆转。泛素化的TRAF6通过K63连接的多泛素链与TAB2的NZF结构域结合以及TRAF6与TAB2之间的直接相互作用被招募到TAK1/TAB2复合物。这种结合可能促进TAK1/TAB2复合物的二聚或齐聚，促进其自身磷酸化和TAK1活化。TAK1随后磷酸化IKKβ，导致其活化。
与TRAF6一样，TRAF2也是一个环域泛素连接酶()40,42–44Ubc13的显性阴性突变体被证明通过TRAF2或TNFα阻断NF-κB的激活10TRAF2的过度表达导致其被Ubc13/Uevi1A多泛素化，TRAF2泛素化似乎对JNK的激活很重要42最近的一项研究表明，TRAF2泛素化对TNFα激活JNK至关重要，而不是p38或NF-κB44这可能是由于TRAF2和TRAF5在TNFα激活NF-κB中的冗余作用，因为TRAF2缺乏的细胞在JNK中有缺陷，但在NF-κ的B激活中没有缺陷45而TRAF2/TRAF5双敲除细胞在JNK和NF-κB激活方面都有缺陷46TRAF2和/或TRAF5也可能泛素化RIP，RIP对NF-κB活化至关重要40,47已有研究表明，TNFα诱导RIP多泛素化，泛素化RIP与TNF受体和TAB2相关40,48,49因此，RIP的多泛素化可能招募TAK1/TAB2复合物，随后激活IKK。然而，关于RIP多泛素化是TNFα信号传导所必需的确切证据仍然缺乏。
泛素在多种信号通路中的中心作用TRAF2和TRAF6的多泛素化不仅介导TNFR、IL1R和TLR的信号传导（参见)在先天免疫途径中，也通过激活IKK来响应TCR的刺激，在适应性免疫反应中发挥重要作用。在T细胞中，BCL10和MALT1激活TRAF6（可能还有TRAF2）的连接酶活性，以催化NEMO和TRAF6本身的K63连接多泛素化。这些泛素化事件介导TAK1和IKK的激活。NOD2和RIP2触发了对细胞内细菌的先天免疫反应，也促进了NEMO的K63连锁多泛素化。DNA损伤导致NEMO在细胞核中的sumoylation和随后的泛素化。泛素化NEMO随后退出细胞核并与细胞溶质IKK复合体的其他亚单位结合，导致IKK活化。TLR家族的一些受体，包括TLR7、8和9，定位于内胚层膜。病毒RNA和CpG DNA分别刺激TLR7/8和TLR9，导致NF-κB和IRF7激活，两者协同调节干扰素的产生。IRF7与MyD88结合，MyD88与内体TLR以及IRAK和TRAF6相关。TRAF6多泛素化是激活IRF7所必需的，可能是通过促进IRF7的磷酸化和随后的核移位。
TAK1激酶复合物在IKK和JNK激活中的作用
由于TAK1基因敲除小鼠是早期胚胎致死性的，因此尚不可能确定这种激酶是否对小鼠NF-κB活化至关重要50然而，多条证据支持TAK1复合物在IKK和JNK激活中的关键作用。首先，TAK1在激活环内的关键丝氨酸残基处磷酸化IKKβ和MKK6，导致其激活11第二，通过RNAi沉默TAK1表达或在哺乳动物细胞中使用特定激酶抑制剂抑制TAK1的表达，可显著降低IKK的激活，并通过IL-1β和TNFα完全阻断JNK的激活40,51,52第三，TAK1基因突变黑腹果蝇，或在D.黑腹果蝇细胞系，阻断IKK和JNK以应对细菌挑战53–55因此，独立的遗传和生物化学研究表明，TAK1对无脊椎动物和脊椎动物的IKK和JNK激活都很重要。关于TAB2在NF-κB通路中的作用，最近的一项研究表明，TAB2缺陷细胞系对IL-1β56然而，这可能是由于TAB2及其密切相关的同源TAB3的冗余功能，因为哺乳动物细胞中针对TAB2和TAB3进行的RNAi消除了IL-1β和TNFα对IKK的激活。此外D.黑腹果蝇TAB2的同源性导致了抗菌反应的严重缺陷（D.Ferrandon，个人通讯）。有趣的是，这些突变大多被映射到dTAB2的泛素结合域，表明泛素介导的TAK1和IKK激活是进化上保守的机制。TAK1激酶复合物还含有TAB1；然而，TAB1在NF-κB通路中的作用尚不清楚，因为重组实验表明TAB1对IKK活化是不必要的在体外11此外，没有证据表明TAB1的RNAi或基因消融会损害IKK的激活57此外，果蝇基因组中没有TAB1的明显同源物。因此，TAB1可能不参与NF-κB活化，但参与其他途径的调节，如Wnt或TGFβ途径58,59事实上，TAK1最初是作为TGFβ活化激酶分离出来的，但其在该途径中的活化机制尚不清楚60.
虽然TAK1和TAB2在先天性免疫应答中起主要作用D.黑腹果蝇，dTAK1和dTAB2突变体的表型不如dIKK突变体的表型严重53同样，尽管针对TAK1或TAB2和TAB3的RNAi严重损害了IKK的激活，但仍有剩余的IKK活性（约20–30%）。虽然这种剩余活性的一部分可能是因为RNAi的耗竭是不完整的，但也有可能是另一条次要的途径促进了IKK的激活。IKK的一种可能的激活剂是p62，这是一种含有UBA结构域的蛋白质，与TRAF6和RIP结合61–63缺乏p62的小鼠通过RANK（一种TNFR，通过破骨细胞中的TRAF6激活IKK）延长NF-κB活化的时间部分受损64有趣的是，p62与非典型PKC（ζPKC）形成复合物，可能代表泛素受体相关激酶复合物的另一个例子，类似于TAB2/TAK1复合物。IKK的另一个潜在激活物是MEKK3，因为缺乏MEKK2的小鼠细胞在对某些刺激的反应中，NF-κB的激活有部分缺陷65,66也有可能是IKK的剩余活化不需要上游激酶，而是由IKK自身的齐聚诱导的。在这种情况下，TRAF6或TRAF2和RIP可能以某种方式与IKK/NEMO相互作用，诱导其齐聚，导致IKK自身磷酸化，导致其活化。
泛素信号在适应性免疫中的作用
最近的研究表明泛素信号在适应性免疫，特别是T细胞激活中起着重要作用(). 刺激T细胞受体（TCR）激活酪氨酸激酶级联反应，随后激活丝氨酸/苏氨酸激酶PKCθ。PKCθ随后诱导由CARMA1、BCL10和MALT1组成的蛋白质复合物的形成，这些复合物被招募到TCR所在的脂筏67,68两项研究表明，BCL10和MALT1通过Ubc13/Uev1A诱导NEMO的K63连锁多泛素化，导致IKK活化69,70然而，这些研究在NEMO的E3泛素连接酶方面存在差异。在一项研究中，尽管MALT1不包含任何已知的E3结构域，但MALT1直接在K399泛素化NEMO69在另一项研究中，发现MALT1通过其TRAF6结合位点招募TRAF6，而TRAF6反过来又泛素化NEMO70后一项研究表明，MALT1还诱导TRAF6的自泛素化，TRAF6随后招募TAK1/TAB2复合物激活IKK。利用纯化的重组蛋白在体外重建从MALT1介导的多泛素化到IκB磷酸化的整个过程70TRAF6和TRAF2在TCR途径中是多余的，因为TRAF2和TRAF6的RNAi通过TCR刺激有效地阻断了IKK激活和IL-2的产生，而单独使用TRAF的RNA Ai效果较差70然而，体内T细胞激活是否需要TRAF2和TRAF6尚待观察。
泛素在多种信号通路中调节作用的新证据
NF-κB受多种刺激物调节，包括微生物病原体和DNA损伤剂，最近研究表明，这些刺激物通过泛素依赖但降解依赖的机制激活IKK。DNA损伤诱导IKK活化的研究提供了一个优雅的例子71DNA损伤剂，尤其是那些产生双链断裂的药物，如拓扑异构酶抑制剂和γ射线照射，可以激活某些癌细胞中的NF-κB。这种需要细胞质IKK复合体的DNA损伤反应可能是某些癌细胞对化疗产生耐药性的原因。最近发现了一种将核DNA损伤信号转导到细胞质IKK复合体的机制()71DNA损伤后，核NEMO的一小部分被泛素样蛋白SUMO修饰，进一步将NEMO保留在细胞核中。DNA损伤还激活激酶ATM，后者磷酸化NEMO。这种磷酸化导致NEMO中两个赖氨酸残基（K277/K309）的泛素取代SUMO。泛素化的NEMO随后进入细胞质，在那里它与IKK复合物的其余部分结合，导致IKK激活。
另一项最近的研究提供了证据表明，K63多泛素化可能参与NOD1和NOD2激活IKK，这两种细胞内细菌的胞浆受体72NOD2的突变与克罗恩病（一种炎症性肠病）密切相关。NOD1和NOD2通过RIP1样激酶RIP2激活IKK。通过一个尚不清楚的过程，NOD2和RIP2在K285诱导NEMO的K63连锁多泛素化，从而激活IKK()73有趣的是，在克罗恩病患者中发现的NOD2突变损害了NOD2激活NF-κB和诱导细胞培养实验中NEMO多泛素化的能力73然而，小鼠敲除实验表明，与疾病相关的NOD2突变导致NF-κB激活而非抑制74因此，需要进一步研究NOD蛋白的信号机制以及泛素化在NOD信号传导中的潜在作用。
泛素的调节作用可能并不局限于NF-κB途径。事实上，最近发现TRAF6泛素化对转录因子IRF7的激活很重要75.IRF7调节I型干扰素的产生，以响应病毒RNA或细菌DNA对某些Toll样受体（TLR7、8和9）的刺激。IRF7通过一种未知激酶的磷酸化被激活，该激酶又被MyD88-IRAK4-TRAF6复合物激活(). 最近的研究表明，MyD88和TRAF6与IRF7结合，诱导其磷酸化和核移位。有趣的是，IRF7激活需要Ubc13和TRAF6泛素化75这表明K63的多泛素化作用可能与IRF7激酶的激活有关。
氘化对IKK活化的调控
与磷酸化一样，泛素化是一种可逆的共价修饰。最近研究表明，两种去平衡酶（DUBs）在IKK上游一步抑制NF-κB活化中起着重要作用。其中一种DUB是柱状瘤病抑癌蛋白CYLD，它通过切割包括TRAF2、TRAF6和NEMO在内的几种蛋白质上的K63连接的多泛素链来抑制IKK的激活76–78圆柱瘤患者中发现的CYLD DUB结构域内的突变导致NF-κB的激活增强，从而有助于肿瘤的发病机制。最近的一项研究发现，CYLD也抑制JNK激活79与CYLD干扰TRAF泛素化或TAK1激活的想法一致，后者在IKK和JNK的上游起作用。然而，本研究发现，CYLD通过IL-1β、LPS和CD40而非TNFα抑制IKK激活，而先前的研究表明，CYRD通过TNFα76–78。这种差异的原因尚不清楚。
另一个作用于该途径的DUB是A20，这是一种NF-κB诱导的蛋白，在负反馈回路中抑制NFκB80–82A20缺陷小鼠在多器官中发生严重炎症疾病，部分原因是包括TNFα和LPS在内的促炎刺激物增强和延长了NF-κB的激活83.A20在N末端包含一个新的OTU型氘化酶结构域，在蛋白质的剩余部分包含几个锌指结构域。OTU结构域从RIP（TNFα途径）中分解K63连接的多泛素链81和TRAF6（在LPS途径中）80从而抑制IKK激活。此外，A20还通过其锌指结构域发挥泛素连接酶的作用，在OTU结构域去除K63连接链后，在RIP上组装K48连接的多泛素链81K48连接的多泛素化靶向RIP，使其被蛋白酶体降解，进一步降低IKK的活性。因此，A20提供了一个引人注目的例子，即多泛素链中的开关可以深刻影响靶点的信号传递和降解。A20还抑制RNA病毒对转录因子IRF3的激活84在这种情况下，泛素的作用不太明确，因为缺乏OTU结构域的A20突变体的过度表达仍然抑制IRF3。A20似乎直接与磷酸化IRF3的IKK样激酶TBK1结合并抑制TBK1。
结论和观点
过去十年来，在阐明NF-κB通路中泛素化和磷酸化之间的相互作用方面取得了巨大进展。现已明确，磷酸化是IκB和NF-κB前体p100和p105泛素化的先决条件。泛素化机制的鉴定，特别是含有βTrCP的泛素连接酶复合物的鉴定，它与磷酸化底物特异性结合，为IκB的信号依赖性降解和p100和p105的加工提供了分子基础。最近的研究还确定了一些在IKK上游起作用的泛素途径成分，包括TRAF蛋白作为E3s，Ubc13/Uev1A作为E2s，TAB2和TAB3作为泛素受体，CYLD和A20作为DUB(). 这些结果有力地支持了泛素化也可以通过蛋白酶体依赖机制激活IKK来调节磷酸化的论点。
泛素介导IKK活化的蛋白质和酶蛋白质名称缩写：c-IAP1：细胞凋亡抑制剂1；RIP：受体相互作用蛋白；NEMO:NF-κB必需调节剂；MALT1：粘膜相关淋巴组织1；TIFA：具有叉头相关结构域的TRAF相互作用蛋白。CYLD：柱状瘤抑制因子；蛋白质域缩写：Ubc：泛素结合酶；RING：非常有趣的新基因；CUE：cue1同源；NZF：新型锌指；UBA：Ub协会；DD：死亡域；HLH：螺旋-环-螺旋；CARD：半胱天冬酶激活和招募域；Ig-like：免疫球蛋白样；FHA：叉头关联；UCH：泛素C末端水解酶；CAP-Gly：细胞骨架相关蛋白；SH3:Src同源物-3；OTU：卵巢肿瘤型半胱氨酸蛋白酶。
虽然泛素在降解和处理NF-κB抑制剂中的传统作用已被广泛接受，但仍有几个重要问题有待解决。例如，泛素高度聚合形成聚泛素链的机制是什么？如何选择不同的E2来泛素化不同的底物？特定SCF复合体的组装是否受基质可用性的调节？在同一复合物中，泛素化IκB（而非NF-κB）是如何被蛋白酶体选择性降解的？p100和p105如何逃脱蛋白酶体的完全降解？是否有其他蛋白质护送泛素化IκB或p105/p100进入蛋白酶体？
关于泛素在NF-κB途径中的非传统作用，还有很多需要了解。具体来说，泛素化蛋白质的结合是如何进行的(例如，TRAF6或RIP）连接到泛素受体(例如，TAB2或TAB3）激活受体相关激酶(例如.TAK1）？尼莫泛素化的功能是什么？NF-κB活化非标准途径中的NIK活化是否涉及TRAF蛋白和/或泛素？是否有其他NF-κB激活途径利用泛素作为IKK激活的信号分子？还有其他E2吗(例如，Ubc4/5）和E3s可能调节IKK？一般来说，泛素信号是否参与激活其他酶，包括其他激酶和ATP酶？在这方面，19S蛋白酶体包含多种ATP酶和泛素结合蛋白。多泛素化蛋白底物与19S蛋白酶体的结合是否激活其相关ATP酶活性？如果是这样，泛素对酶的调节可能是该蛋白标签的传统和非传统功能的统一机制。
致谢
陈实验室的研究得到了美国国立卫生研究院（R01-GM63692）、韦尔奇基金会（I1389）和美国癌症协会（RSG0219501TBE）的资助。Z.J.C是白血病和淋巴瘤学会学者和Burroughs Wellcome基金会传染病发病机制研究员。
参考文献
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