研究小组认为,似乎在cGAMP和C53同时存在的情况下,STING才能被大量且稳定地激活,这一事实表明,细胞中可能存在一种类似于C53的未知分子,发挥着与C53同样的作用。未来的研究将集中在寻找这种分子并更好地了解其功能。
STING蛋白是 "干扰素基因刺激蛋白"的简称。它是先天免疫系统的一个核心部分,也是身体对病毒、细菌和癌症的第一道防线。在一个被称为cGAS的传感器检测到细胞中的外来DNA后,它产生了一种被称为环状GMP-AMP(cGAMP)的信使分子以激活STING。在激活后,STING会启动几个信号通路,刺激炎症分子和化学信号的产生,以促使细胞消灭入侵者并清理残渣。
借助冷冻电镜技术,德克萨斯大学西南医学中心的科学家们对STING进行了近原子分辨率级别的成像。该研究发现了一个全新的结合位点,而该结合位点似乎是免疫系统发起攻击的关键因素。研究结果发表在了《自然》杂志上,该研究可能会推动基于STING特性的新型药物研发,以促进更强的免疫反应,或阻止其在自身免疫性疾病中的作用。DOI: 10.1038/s41586-022-04559-7
这项工作首次提供了STING蛋白在激活状态下的结构图像,这对于理解该蛋白在自然免疫和自身免疫性疾病中的作用至关重要。
尽管这项工作阐明了一些能控制STING活性的基本机制,但未能解答STING是如何转换为活性形式的。为了回答这个问题,研究人员将纯化后的STING蛋白与cGAMP混合,并使用冷冻电镜对混合后的产物进行成像。然而,只有一点点的STING分子能够被激活,而且并不稳定。
为了增加活化的STING蛋白数量,科学家们加入了一种被称为化合物53(C53)的研究性药物,该药物目前正在作为STING激动剂进行抗癌治疗的测试。通常,学界认为C53会与STING上的cGAMP结合在同一部位。
cGAMP和C53的组合激活了大量的STING分子。但是当研究人员在冷冻电镜结构解析图像上寻找C53时,他们发现它在一个与cGAMP完全不同的位置,位于分子的另一端。
研究人员说道:"这个新发现的由STING激活的结合位点是个意外之喜,我们称它为’隐性口袋’,因为它似乎是由C53的激活而形成的。当C53不存在时,这个口袋也随即消失了。"
这种合成的类药物化合物C53(底部的洋红色球体)瞄准了STING中隐藏的口袋。这个口袋位于STING的另一端,自然配体cGAMP(顶部的青色球体)结合在那里。将C53和cGAMP两者一起诱导的STING活化程度远超过单独使用。
研究小组认为,似乎在cGAMP和C53同时存在的情况下,STING才能被大量且稳定地激活,这一事实表明,细胞中可能存在一种类似于C53的未知分子,发挥着与C53同样的作用。未来的研究将集中在寻找这种分子并更好地了解其功能。
有朝一日,我们或许能研制出附着或阻断该隐藏结合位点的药物,用来加强或抑制免疫力,以对抗传染性或自身免疫性疾病。
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