NF-κB


NF-κB (o NF-kappaB , "factor nuclear kappa-cadena ligera-potenciador de células B activadas") es un complejo proteico que controla la transcripción del ADN , la producción de citocinas y la supervivencia celular. El NF-κB se encuentra en casi todos los tipos de células animales y participa en las respuestas celulares a estímulos como estrés, citocinas , radicales libres , metales pesados , irradiación ultravioleta , LDL oxidada y antígenos bacterianos o virales . [2] [3] [4] [6] [7]NF-κB juega un papel clave en la regulación de la respuesta inmune a la infección. La regulación incorrecta de NF-κB se ha relacionado con cáncer, enfermedades inflamatorias y autoinmunes , choque séptico , infección viral y desarrollo inmunológico inadecuado. NF-κB también se ha implicado en procesos de plasticidad sináptica y memoria. [8] [9] [10] [11] [12] [13]

NF-kB fue descubierto por Ranjan Sen en el laboratorio del premio Nobel David Baltimore a través de su interacción con una secuencia de pares de 11 bases en la inmunoglobulina de cadena ligera potenciador en células B . [14]

Todas las proteínas de la familia NF-κB comparten un dominio de homología Rel en su extremo N-terminal . Una subfamilia de proteínas NF-κB, incluidas RelA, RelB y c-Rel, tienen un dominio de transactivación en sus extremos C-terminales . Por el contrario, las proteínas NF-κB1 y NF-κB2 se sintetizan como grandes precursores, p105 y p100, que se procesan para generar las subunidades p50 y p52 maduras, respectivamente. El procesamiento de p105 y p100 está mediado por la ruta ubiquitina / proteasoma e implica la degradación selectiva de su región C-terminal que contiene repeticiones de anquirina.. Mientras que la generación de p52 a partir de p100 es un proceso estrictamente regulado, la p50 se produce a partir del procesamiento constitutivo de p105. [15] [16] Las proteínas p50 y p52 no tienen capacidad intrínseca para activar la transcripción y, por lo tanto, se ha propuesto que actúen como represores de la transcripción cuando se unen elementos κB como homodímeros. [17] [18] De hecho, esto confunde la interpretación de los estudios de eliminación de p105, donde la manipulación genética está eliminando un IκB (p105 de longitud completa) y un probable represor (homodímeros de p50) además de un activador transcripcional (el RelA- heterodímero p50).

Los miembros de la familia NF-κB comparten homología estructural con la oncoproteína retroviral v-Rel, lo que da como resultado su clasificación como proteínas NF-κB / Rel. [2]

Además de los mamíferos, el NF-κB también se encuentra en varios animales simples. [20] Estos incluyen cnidarios (como anémonas de mar , coral e hidra ), porifera (esponjas), eucariotas unicelulares como Capsaspora owczarzaki y coanoflagelados, e insectos (como polillas , mosquitos y moscas de la fruta ). La secuenciación de los genomas de los mosquitos A. aegypti y A. gambiae , y la mosca de la fruta D. melanogasterha permitido estudios comparativos genéticos y evolutivos sobre NF-κB. En esas especies de insectos, la activación de NF-κB se desencadena por la vía Toll (que evolucionó de forma independiente en insectos y mamíferos) y por la vía Imd (inmunodeficiencia). [21]

El NF-κB es importante en la regulación de las respuestas celulares porque pertenece a la categoría de factores de transcripción primarios de "acción rápida", es decir, factores de transcripción que están presentes en las células en un estado inactivo y no requieren una nueva síntesis de proteínas para activarse. (otros miembros de esta familia incluyen factores de transcripción como c-Jun , STAT y receptores de hormonas nucleares ). Esto permite que NF-κB sea el primero en responder a los estímulos celulares dañinos. Los inductores conocidos de la actividad de NF-κB son muy variables e incluyen especies reactivas de oxígeno ( ROS ), factor de necrosis tumoral alfa ( TNFα ), interleucina 1-beta ( IL-1β ), lipopolisacáridos bacterianos ( LPS ),isoproterenol , cocaína , endotelina-1 y radiación ionizante . [23]


Mecanismo de acción de NF-κB . El complejo NF-κB "canónico" clásico es un heterodímero de p50 y RelA, [1] como se muestra. Mientras está en un estado inactivado, NF-κB se localiza en el citosol complejado con la proteína inhibidora IκBα . A través de la intermediación de receptores de membrana integrales, una variedad de señales extracelulares pueden activar la enzima IκB quinasa (IKK). IKK, a su vez, fosforila la proteína IκBα, lo que resulta en ubiquitinación , disociación de IκBα de NF-κB y eventual degradación de IκBα por parte del proteasoma.. Luego, el NF-κB activado se transloca al núcleo donde se une a secuencias específicas de ADN llamadas elementos de respuesta (RE). El complejo ADN / NF-κB luego recluta otras proteínas como los coactivadores y la ARN polimerasa , que transcriben el ADN corriente abajo en ARNm. A su vez, el ARNm se traduce en proteína, lo que produce un cambio en la función celular. [2] [3] [4] [5]
Diagrama esquemático de la estructura de la proteína NF-κB . [1] Hay dos clases estructurales de proteínas NF-κB: clase I (arriba) y clase II (abajo). Ambas clases de proteínas contienen un dominio de unión a ADN (DBD) N-terminal , que también sirve como interfaz de dimerización con otros factores de transcripción NF-κB y, además, se une a la proteína inhibidora IκBα . El extremo C-terminal de las proteínas de clase I contiene varias repeticiones de anquirina y tiene actividad de transrepresión . Por el contrario, el extremo C-terminal de las proteínas de clase II tiene una función de transactivación . [2] [3] [4] [5]
NF-κB (verde) se heterodimeriza con RelB (cian) para formar un complejo ternario con ADN (naranja) que promueve la transcripción de genes. [22]
Descripción general de las vías de transducción de señales implicadas en la apoptosis .