STING 與 cGAMP 結(jié)合導(dǎo)致 TBK1 激酶募集和活化

      來(lái)自細(xì)菌或病毒的核酸在受感染的細(xì)胞中會(huì)產(chǎn)生強(qiáng)效的免疫反應(yīng)，而病原體衍生核酸的檢測(cè)是宿主感知感染并啟動(dòng)保護(hù)性免疫反應(yīng)的核心策略。cGAS (Cyclic GMP-AMP synthase) 是一種雙鏈 DNA 傳感器，可催化 cGAMP（cyclic GMP-AMP）的合成。cGAMP，刺激通過(guò) STING-TBK1-IRF-3 信號(hào)軸刺激誘導(dǎo) I 型干擾素的生成。STING 與 cGAMP 結(jié)合后寡聚化，從而導(dǎo)致 TBK1 激酶的募集和活化。然后 IRF-3 轉(zhuǎn)錄因子被招募到信號(hào)復(fù)合物中并被 TBK1 激活。在整個(gè)過(guò)程中，TBK1 的活化是 cGAS-STING 信號(hào)傳遞通路激活的關(guān)鍵步驟，可是 TBK1 如何被招募以及活化的分子機(jī)理一直不是很清楚。

     研究人員在探究 STING 突變體功能的過(guò)程中，偶然發(fā)現(xiàn)當(dāng) STING C-末端的9個(gè)氨基酸被剪切后，STING 就失去活力。通過(guò)細(xì)胞定位的方式發(fā)現(xiàn)，失去 C-末端 9個(gè)氨基酸的 STING 不能與 TBK1 結(jié)合發(fā)揮相應(yīng)的生物學(xué)作用。免疫共沉淀的實(shí)驗(yàn)結(jié)果再次證實(shí)了，截?cái)嗟?STING 不能和 TBK1 結(jié)合-介導(dǎo)下游 TBK1 發(fā)揮相應(yīng)的生物學(xué)功能（如圖1. 所示）。

圖1. STING 失活（剪切 C 端 9 Aa）

      隨后， 研究人員表達(dá)了野生型 STING 和它幾種突變體，并將 STING 的 9 個(gè)氨基酸一一突變?yōu)楸�氨�?/SPAN>（Alanine），發(fā)現(xiàn)其中- L374A 點(diǎn)突變會(huì)讓 STING 徹底失去活性。根據(jù) IFN-β  熒光素酶報(bào)告實(shí)驗(yàn)，研究人員發(fā)現(xiàn)這些突變還會(huì)影響干擾素的表達(dá)。為了排除物種間的差異，研究人員對(duì)不同物種的 STING 氨基酸序列進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)結(jié)合 TBK1 的序列 PLPLRT/SD 非常保守。

為了研究 STING 如何結(jié)合TBK1，研究人員分析了 STING C-末端和 TBK1 復(fù)合物的晶體結(jié)構(gòu)（如圖2. 所示）。結(jié)構(gòu)表明 STING 的 PLPLRT/SD 模塊結(jié)合在 TBK1 二體的表面上。根據(jù)晶體結(jié)構(gòu)，研究人員設(shè)計(jì)了多個(gè) TBK1 的突變體,且用 CRISPR-Cas9 技術(shù)制備了 TBK1-knockout 細(xì)胞。研究人員對(duì)這些突變體的功能研究發(fā)現(xiàn)，與 STING 結(jié)合的殘基一旦突變，就會(huì)影響 STING 下游的信號(hào)通路的激活。研究人員同時(shí)還發(fā)現(xiàn) TBK1-STING 結(jié)合區(qū)域的突變，也會(huì)影響 STING 下游信號(hào)通路發(fā)揮相應(yīng)的生物學(xué)功能。

圖2. STING C-末端和 TBK1 復(fù)合物的晶體結(jié)構(gòu)

綜上所述，STING 保守基序 PLPLRT/SD 可介導(dǎo) TBK1 的募集和激活，影響 I 型干擾素的生成過(guò)程，進(jìn)而影響其發(fā)揮相應(yīng)的生物學(xué)功能。

圖3. 文章概述圖

原文鏈接：

https://doi.org/10.1038/s41586-019-1228-x

相關(guān)產(chǎn)品：

BX795 是一種有效的，選擇性的 TBK1/PDK1 雙重抑制劑，IC50 值為6 nM/6 nM，對(duì)其選擇性是對(duì) PKA，PKC，c-Kit，GSK3β 等的 50 多倍。BX795 抑制 S6K1，Akt，PKCδ 和 GSK3β 的磷酸化。

cGAMP (CyclicGMP-AMP) 是多細(xì)胞動(dòng)物內(nèi)源性第二信使，能激發(fā)干擾素的產(chǎn)生，STING 配體和活化劑。

H-151 是一種高效、選擇性、共價(jià)的 STING 拮抗劑，能夠降低 TBK1 的磷酸化，抑制人 STING 的棕櫚酰化。