Molecular Mechanism of NF-κB Regulation by Dynein Light Chain LC8

Abstract

Redox regulation of nuclear factor-κB (NF-κB) has been described, but the molecular mechanism underlying such regulation has remained unclear. We recently showed that a novel disulfide reductase, TRP14, inhibits tumor necrosis factor α (TNFα)-induced NF-κB activation, and we identified the dynein light chain LC8, which interacts with the NF-κB inhibitor IκBα, as a potential substrate of TRP14. We now show the molecular mechanism that NF-κB activation is redox-dependently regulated through LC8. LC8 inhibited TNFα-induced NF-κB activation in HeLa cells by interacting with IκBα and thereby preventing its phosphorylation by IκB kinase (IKK), without affecting the activity of IKK itself. TNFα induced the production of reactive oxygen species (ROS), which oxidized LC8 to a homodimer linked by the reversible formation of a disulfide bond between the Cys2 residues of each subunit and thereby resulted in its dissociation from IκBα. Butylated hydroxyanisol, an antioxidant and diphenyleneiodonium, an inhibitor of NADPH oxidase, attenuated the phosphorylation and degradation of IκBα by TNFα stimulation. In addition LC8 inhibited NF-κB activation by other stimuli including interleukin-1and lipopolysaccharide, both of which generated ROS. Furthermore, TRP14 catalyzed reduction of oxidized LC8. Together, our results indicate that LC8 binds IκBαin a redox-dependent manner and thereby prevents its phosphorylation by IKK. TRP14 contributes to this inhibitory activity by maintaining LC8 in a reduced state.;전사인자 NF-B의 활성화에 산화-환원 조절이 관여하는 것으로 알려졌으나 신호전달과정은 명확히 규명되어있지않다. 최근 본 연구진에서는 TRP14 이라는 새로운 산화-환원 조절제를 밝혔으며, TRP14이 TNF에 의해 유도된 NF-B의 활성에 관여하며, 이 기전에 LC8이 관여함을 보고하였으며, 또한 LC8이 IB와 결합함을 입증하였다. 본 논문에서는 LC8이 NF-B의 억제제로 작용하는 분자생물학적 메커니즘을 증명하였다. HeLa cells에서 LC8은 IB와 결합함으로써 IKK의 활성에는 영향을 주지 않고 IB의 인산화를 막음으로 TNF에 의해 유도된 NF-B의 활성을 억제한다. TNF에 의해 생성된 ROS는 LC8을 산화시켜 Cys2에서 disulfide결합을 통해 homodimer를 형성하여 IB 로부터 분리되어 IB의 인산화 부분을 노출시킨다. LC8으로부터 분리된 IB는 IKK에 의해 인산화되어 NF-B와 분리됨으로서 NF-B가 활성화된다. 항산화제인 BHA와 NADPH oxidase 억제제인 DPI는 TNF에 의한 IB의 인산화와 분해가 증가함을 보였으며, 또한 LC8은 활성산소종을 생성하는 IL-1, LPS에 의한 NF-B의 활성도 억제한다. 총괄적으로 LC8은 IB와 산화-환원 의존적으로 결합하며 이에 의해 IKK에 의한 IB의 인산화를 막음으로서 NF-B의 활성을 조절하며, 산화된 LC8은 TRP14에 의해 환원된다.