Interleukin-6 (IL-6), leukemia inhibitory factor, oncostatin M, interleukin-11, and ciliary neurotrophic factor bind to receptor complexes that share the signal transducer gp130. Upon binding, the ligands rapidly activate DNA binding of acute-phase response factor (APRF), a protein antigenically related to the p91 subunit of the interferon-stimulated gene factor-3 alpha (ISGF-3 alpha). These cytokines caused tyrosine phosphorylation of APRF and ISGF-3 alpha p91. Protein kinases of the Jak family were also rapidly tyrosine phosphorylated, and both APRF and Jak1 associated with gp130. These data indicate that Jak family protein kinases may participate in IL-6 signaling and that APRF may be activated in a complex with gp130.

The biological functions of interleukin-6 (IL-6) are mediated through a signal-transducing component of the IL-6 receptor, gp130, which is associated with the ligand-occupied IL-6 receptor (IL-6R) protein. Binding of IL-6 to IL-6R induced disulfide-linked homodimerization of gp130. Tyrosine kinase activity was associated with dimerized but not monomeric gp130 protein. Substitution of serine for proline residues 656 and 658 in the cytoplasmic motif abolished tyrosine kinase activation and cellular responses but not homodimerization of gp130. The IL-6-induced gp130 homodimer appears to be similar in function to the heterodimer formed between the leukemia inhibitory factor (LIF) receptor (LIFR) and gp130 in response to the LIF or ciliary neurotrophic factor (CNTF). Thus, a general first step in IL-6-related cytokine signaling may be the dimerization of signal-transducing molecules and activation of associated tyrosine kinases.

Ciliary neurotrophic factor (CNTF) has a variety of actions within the nervous system. While some of the actions of leukemia inhibitory factor (LIF) on neurons resemble those of CNTF, LIF also has broad actions outside of the nervous system that in many cases mimic those of interleukin-6 (IL-6). Comparison of the tyrosine phosphorylations and gene activations induced by CNTF and LIF in neuron cell lines reveals that they are indistinguishable and also very similar to signaling events that characterize LIF and IL-6 responses in hematopoietic cells. We provide a basis for the overlapping actions of these three factors by demonstrating that the shared CNTF and LIF signaling pathways involve the IL-6 signal transducing receptor component gp130. Thus, the receptor system for CNTF is surprisingly unlike those used by the nerve growth factor family of neurotrophic factors, but is instead related to those used by a subclass of hematopoietic cytokines.

Human B-cell differentiation factor (BCDF) was purified to homogeneity by sequential filtration and chromatography of culture supernatants from TCL-Na1 cells on an AcA34 gel column and then on a Mono P column with fast protein liquid chromatography and reversed-phase HPLC. A 5300-fold enrichment in specific activity of BCDF with about 25% recovery was attained. The homogeneity of purified BCDF was evidenced by the following: (i) the specific activity was 1.7 X 10(7) units/mg of protein, (ii) only two bands, Mr 19,000 and 21,000, were identified by NaDodSO4/PAGE under reduced as well as nonreduced conditions, and (iii) BCDF activity was recovered from the gel after NaDodSO4/PAGE in the fractions corresponding to protein bands of Mr 19,000 or 21,000. Purified BCDF induced Ig secretion in Epstein-Barr virus-transformed cell lines; as little as 3 pM gave 50% of the maximum reaction achieved by 30-80 pM BCDF. Purified BCDF induced Ig production in activated B cells without any effect on cell growth. Purified BCDF did not show any activity of interleukin 1 or 2, B-cell stimulatory factor (BSF)p-1, B-cell growth factor II (BCGF-II), or interferon. Since BCDF was isolated and characterized as described, we propose that the BCDF that induces the final differentiation of B cells into high-rate Ig-secreting cells be designated BSFp-2.

Interleukin 6 (IL-6) signal is transduced through gp130 that associates with a complex of IL-6 and IL-6 receptor. Truncations or amino acid substitutions offe introduced in the cytoplasmic region of human gp130, and the mutant cDNAs were transfected into murine interleukin 3-dependent cells to determine amino acid residues critical for generating the IL-6-mediated growth signal. In the 277-amino acid cytoplasmic region of gp130, a 61-amino acid region proximal to the transmembrane domain was sufficient for generating the growth signal. In this region, two short segments were significantly homologous with other cytokine-receptor family members. One segment is conserved in almost all members of the family, and the other is found especially in granulocyte colony-stimulating factor receptor, interleukin 2 receptor beta chain, erythropoietin receptor, KH97 (a granulocyte/macrophage colony-stimulating factor receptor-associated molecule), and interleukin 3 receptor. gp130 molecules with mutations in either of these two segments could not transduce growth signal. Loss of signal-transducing ability of gp130 with such a mutation coincided with disappearance of IL-6-induced tyrosine phosphorylation of gp130.

Research Article1 October 1987free access Structure and expression of human B cell stimulatory factor-2 (BSF-2/IL-6) gene. K. Yasukawa K. Yasukawa Division of Immunology, Osaka University, Japan. Search for more papers by this author T. Hirano T. Hirano Division of Immunology, Osaka University, Japan. Search for more papers by this author Y. Watanabe Y. Watanabe Division of Immunology, Osaka University, Japan. Search for more papers by this author K. Muratani K. Muratani Division of Immunology, Osaka University, Japan. Search for more papers by this author T. Matsuda T. Matsuda Division of Immunology, Osaka University, Japan. Search for more papers by this author S. Nakai S. Nakai Division of Immunology, Osaka University, Japan. Search for more papers by this author T. Kishimoto T. Kishimoto Division of Immunology, Osaka University, Japan. Search for more papers by this author K. Yasukawa K. Yasukawa Division of Immunology, Osaka University, Japan. Search for more papers by this author T. Hirano T. Hirano Division of Immunology, Osaka University, Japan. Search for more papers by this author Y. Watanabe Y. Watanabe Division of Immunology, Osaka University, Japan. Search for more papers by this author K. Muratani K. Muratani Division of Immunology, Osaka University, Japan. Search for more papers by this author T. Matsuda T. Matsuda Division of Immunology, Osaka University, Japan. Search for more papers by this author S. Nakai S. Nakai Division of Immunology, Osaka University, Japan. Search for more papers by this author T. Kishimoto T. Kishimoto Division of Immunology, Osaka University, Japan. Search for more papers by this author Author Information K. Yasukawa1, T. Hirano1, Y. Watanabe1, K. Muratani1, T. Matsuda1, S. Nakai1 and T. Kishimoto1 1Division of Immunology, Osaka University, Japan. The EMBO Journal (1987)6:2939-2945https://doi.org/10.1002/j.1460-2075.1987.tb02598.x PDFDownload PDF of article text and main figures. ToolsAdd to favoritesDownload CitationsTrack CitationsPermissions ShareFacebookTwitterLinked InMendeleyWechatReddit Figures & Info The chromosomal DNA segment of human B cell stimulatory factor-2 (BSF-2/IL-6) was isolated and characterized by nucleotide sequence analysis. The human BSF-2/IL-6 gene consists of five exons and four introns and its organization shows a distinctive similarity to granulocyte colony-stimulating factor gene. The two genes have the same number of exons and introns and the size of each exon is strikingly similar. The BSF-2/IL-6 mRNA was found to be constitutively expressed in a human T cell leukemia virus-1 transformed T cell line, TCL-Na1, a bladder cell carcinoma line, T24, and an amnion derived cell line, FL. The BSF-2/IL-6 mRNA was also found to be inducible with interleukin-1 beta in an astrocytoma line, U373 and a glioblastoma line, SK-MG-4. S1 mapping and primer extension analyses showed the presence of multiple initiation sites and the preferential utilization of a different initiation site for each individual tissue tested. Previous ArticleNext Article Volume 6Issue 101 October 1987In this issue RelatedDetailsLoading ...

Research Article3 April 1995free access A major role for the protein tyrosine kinase JAK1 in the JAK/STAT signal transduction pathway in response to interleukin-6. D. Guschin D. Guschin Imperial Cancer Research Fund, London, UK. Search for more papers by this author N. Rogers N. Rogers Imperial Cancer Research Fund, London, UK. Search for more papers by this author J. Briscoe J. Briscoe Imperial Cancer Research Fund, London, UK. Search for more papers by this author B. Witthuhn B. Witthuhn Imperial Cancer Research Fund, London, UK. Search for more papers by this author D. Watling D. Watling Imperial Cancer Research Fund, London, UK. Search for more papers by this author F. Horn F. Horn Imperial Cancer Research Fund, London, UK. Search for more papers by this author S. Pellegrini S. Pellegrini Imperial Cancer Research Fund, London, UK. Search for more papers by this author K. Yasukawa K. Yasukawa Imperial Cancer Research Fund, London, UK. Search for more papers by this author P. Heinrich P. Heinrich Imperial Cancer Research Fund, London, UK. Search for more papers by this author G.R. Stark G.R. Stark Imperial Cancer Research Fund, London, UK. Search for more papers by this author D. Guschin D. Guschin Imperial Cancer Research Fund, London, UK. Search for more papers by this author N. Rogers N. Rogers Imperial Cancer Research Fund, London, UK. Search for more papers by this author J. Briscoe J. Briscoe Imperial Cancer Research Fund, London, UK. Search for more papers by this author B. Witthuhn B. Witthuhn Imperial Cancer Research Fund, London, UK. Search for more papers by this author D. Watling D. Watling Imperial Cancer Research Fund, London, UK. Search for more papers by this author F. Horn F. Horn Imperial Cancer Research Fund, London, UK. Search for more papers by this author S. Pellegrini S. Pellegrini Imperial Cancer Research Fund, London, UK. Search for more papers by this author K. Yasukawa K. Yasukawa Imperial Cancer Research Fund, London, UK. Search for more papers by this author P. Heinrich P. Heinrich Imperial Cancer Research Fund, London, UK. Search for more papers by this author G.R. Stark G.R. Stark Imperial Cancer Research Fund, London, UK. Search for more papers by this author Author Information D. Guschin1, N. Rogers1, J. Briscoe1, B. Witthuhn1, D. Watling1, F. Horn1, S. Pellegrini1, K. Yasukawa1, P. Heinrich1 and G.R. Stark1 1Imperial Cancer Research Fund, London, UK. The EMBO Journal (1995)14:1421-1429https://doi.org/10.1002/j.1460-2075.1995.tb07128.x PDFDownload PDF of article text and main figures. ToolsAdd to favoritesDownload CitationsTrack CitationsPermissions ShareFacebookTwitterLinked InMendeleyWechatReddit Figures & Info The protein tyrosine kinases JAK1, JAK2 and Tyk2 and STATs (signal transducers and activators of transcription) 1 and 3 are activated in response to interleukin-6 (IL-6) in human fibrosarcoma cells. In mutant cells lacking JAK1, JAK2 or Tyk2, the absence of one kinase does not prevent activation of the others; activation does not, therefore, involve a sequential three-kinase cascade. In the absence of JAK1, the phosphorylation of the gp130 subunit of the IL-6 receptor and the activation of STATs 1 and 3 are greatly reduced. JAK1 is also necessary for the induction of IRF1 mRNA, thus establishing a requirement for the JAK/STAT pathway in the IL-6 response. JAK2 and Tyk2 although activated cannot, in the absence of JAK1, efficiently mediate activation of STATs 1 and 3. A kinase-negative mutant of JAK2 can, however, inhibit such activation, and ancillary roles for JAK2 and Tyk2 are not excluded. A major role for JAK1 and the nonequivalence of JAK1 and JAK2 in the IL-6 response pathway are, nevertheless, clearly established for these cells. Previous ArticleNext Article Volume 14Issue 71 April 1995In this issue RelatedDetailsLoading ...

The partial amino acid sequence of the NH2 terminus of a factor named human B-cell differentiation factor or B-cell stimulatory factor 2 (BSF-2) has been determined. Antibodies raised against the synthetic peptide corresponding to residues 1-13 of the NH2-terminal sequence specifically react with BSF-2 generated by a T-cell line and by phytohemagglutinin-stimulated normal T cells. Furthermore, the antipeptide antibodies react with a BSF-2-like factor produced by cardiac myxoma as well as uterine cervical carcinoma cells. The results show that BSF-2 functions in vivo as well and suggest that the constitutive production of BSF-2 may be involved in autoantibody production, since patients with cardiac myxoma and uterine carcinoma showed autoantibody production.

Streptomyces griseolus CYP105A1 exhibits monooxygenase activity to a wide variety of structurally different substrates with regio- and stereospecificity, making its application range broad. Our previous studies have shown that CYP105A1 wild type and its variants metabolize 12 types of nonsteroidal anti-inflammatory drugs (NSAIDs). In particular, the R84A variant exhibited a high activity against many NSAIDs. We successfully crystallized complexes of wild-type CYP105A1 (WT) and the R84A variant with diclofenac (DIF) or flufenamic acid (FLF). In the WT, the carboxyl group of DIF formed a charged hydrogen bond with Arg84. In contrast, in R84A, the carboxyl group formed two bidentate charged hydrogen bonds with Arg73. The C4′ atom of the benzene ring of DIF, which undergoes hydroxylation by WT and R84A, was positioned approximately 4 Å from the heme iron. Binding of FLF was nearly the same in both WT and R84A. The carboxyl group of FLF formed charged hydrogen bonds with Arg73. In both WT and R84A, FLF appeared to be fixed by this charged hydrogen bonding with Arg73 during the reaction, and the C4′ atom, which undergoes hydroxylation, must face the heme iron. Thus, the dihedral angles of the two N–C bonds connecting the two benzene rings of FLF needed to rotate by 78° and −71°, respectively. The temperature factors of the F-G loop, helix F, and helix G of R84A were remarkably higher than those of WT. This suggests that these regions in R84A are much more flexible compared to those of WT, which may consequently affect substrate binding and product release.