マウス自然免疫アダプタータンパク質STINGの新規c-di-GMP認識モード

哺乳動物の ER タンパク質 STING (インターフェロン遺伝子の刺激因子、MITA、ERIS、MPYS、または TMEM173 としても知られる) は、サイトゾル dsDNA の検出を TANK 結合キナーゼ 1 (TBK1) およびその下流転写因子インターフェロン制御因子 3 (IFN3) の活性化に結び付けるアダプター タンパク質です。最近、STING 自体が細菌の c-di-GMP の直接受容体であることが判明し、アポ型または c-di-GMP と複合体を形成したいくつかのヒト STING C 末端ドメイン (STING-CTD) 二量体の結晶構造が公開されました。ここでは、異なる結晶化条件下で得られた結晶から決定されたアポおよび複合体形態のマウス STING-CTD (mSTING(137-344)) の一連の新規構造を報告します。これらの新規な閉鎖型構造は、以前に報告された開放型ヒト STING-CTD 構造とはかなりの違いを示しました。新規の mSTING 構造は、2 つのモノマー間の広範な相互作用、珍しい syn 構造の 1 つのグアニン塩基を持つユニークな非対称 c-di-GMP 分子を特徴とし、多くの直接特異的相互作用を備えた二量体界面によく収容され、2 つの予期せぬ同等の二次末梢 c-di-GMP 結合部位を備えています。mSTING における特異的な c-di-GMP 結合に重要なアミノ酸の置換により、ITC 滴定プロファイルが大幅に変化し、IFN-β レポーター ルシフェラーゼ活性が低下します。総合すると、これらの結果は、哺乳動物細胞によるインターフェロン産生を刺激するための合理的な薬剤設計のテンプレートとして機能する可能性がある、STINGタンパク質のより安定したc-di-GMP結合モードを明らかにする。

The mammalian ER protein STING (stimulator of interferon genes; also known as MITA, ERIS, MPYS or TMEM173) is an adaptor protein that links the detection of cytosolic dsDNA to the activation of TANK-binding kinase 1 (TBK1) and its downstream transcription factor interferon regulatory factor 3 (IFN3). Recently, STING itself has been found to be the direct receptor of bacterial c-di-GMP, and crystal structures of several human STING C-terminal domain (STING-CTD) dimers in the apo form or in complex with c-di-GMP have been published. Here, a novel set of structures of mouse STING-CTD (mSTING(137-344)) in apo and complex forms determined from crystals obtained under different crystallization conditions are reported. These novel closed-form structures exhibited considerable differences from previously reported open-form human STING-CTD structures. The novel mSTING structures feature extensive interactions between the two monomers, a unique asymmetric c-di-GMP molecule with one guanine base in an unusual syn conformation that is well accommodated in the dimeric interface with many direct specific interactions and two unexpected equivalent secondary peripheral c-di-GMP binding sites. Replacement of the amino acids crucial for specific c-di-GMP binding in mSTING significantly changes the ITC titration profiles and reduces the IFN-β reporter luciferase activity. Taken together, these results reveal a more stable c-di-GMP binding mode of STING proteins that could serve as a template for rational drug design to stimulate interferon production by mammalian cells.