近来发现,Toll相互作用蛋白(Toll-interacting protein ,Tollip)参与IL-1的信号转导途径,并认为其也参与TLR受体的信号转导作用,因为IL-1受体的胞质结构域与TLR的结构域具有高度同源性。小鼠和人类Tollip均由274个氨基酸组成,97%的氨基酸序列相同,相对分子质量为28000。Tollip有一死亡结构域(D-D),能够与白细胞介素-1受体相关激酶(interleukin-1 receptor-associated kinase,IRAK)的D-D结合形成Tollip-IRAK复合物。在未受到外界刺激时,该复合物存在于细胞质内,未与TLR结合;一旦 TLR受到外界刺激发生构象改变后,Tollip-IRAK和衔接蛋白(adaptor)MyD88可同时被募集到IL-1受体的TIR(Toll/IL-1 receptor)结构域上,促使IRAK相互靠近引发自身磷酸化,即IRAK分子各自使对方丝氨酸/酪氨酸残基发生磷酸化,因而启动了酶学的级联反应。
IRAK作用于下游两个衔接蛋白质TRAF6(tumor-necrosis factor receptor-associatedfactor 6)和ECSIT(evolutionarily conserved signaling intermediate in Toll pathway),使TRAF6发生寡聚化(oligmerization),并可以使TAK-1 (transfor- ming growth factor-β activating kinase-1)和 TAB1(TAK1-binding protein 1)所形成的复合物激活。TAK-1为MAP-3激酶(MAPKKK)家族的成员,当TAK1受到激活后,可以使其底物NIK(NF-κBinducing kinase,即 MAPKK)发生磷酸化而被激活,而后者又进一步激活IKK复合物( IκB kinase complex)。该复合物由IKK-α、IKK-β、IKK-γ所组成,IKK-γ为脚手架蛋白(scaffold),因缺乏酶学活性,也称为NEMO(NF-κB essential modulator),是 LPS、TNF及佛波酯(PMA)诱导NF-κB活化所必需的,因其氨基酸末端或羧基末端发生缺失能够阻止NF-κB的活化。
IKK由多个卷曲螺旋模体(coiled coil motif)所组成,含有亮氨酸拉链(leucine zipper)结构,通过亮氨酸拉链募集上游的激活物到达IKK复合物上,激活IκB激酶。 lB激酶可使 IkB磷酸化,导致IrB被蛋白酶体(proteasome)和泛蛋白连接酶(ubi-quitin ligase)进行泛蛋白化而被降解,释放出NF-κB的p65/p50,并促使其转位入细胞核内,与相关基因的启动子序列位点结合,以诱导基因表达。在LPS信号转导的同时也激活了活化蛋白-1(activating protein-1,AP-1)的家族成员Jun和Fos 等转录因子,共同参与相关基因表达的调节。细胞因子的产生需要AP-1和 NF-κB等转录因子的参与进行调控。LPS通过膜上受体进行信号转导的模式见图7-1。