Nature：激酶STING、TBK1与转录因子IRF-3的关系研究

从标题上看，做的是分子间的关系。这类只做分子间关系的文章其实很难发到Nature上了，再仔细看文章，原来做了晶体结构，探讨了互作的位点。除晶体结构外的工作也做得非常细致，值得我们参考。

先介绍一下研究背景。细胞受感染后细胞内产生cGAMP，cGAMP结合激酶STING，STING再激活下游激酶TBK1，TBK1磷酸化转录因子IFR-3，促使其入核，转录干扰素IFNβ。STING-TBK1-IRF-3这条路径是已知的，该研究论文在此基础上进行细节探讨。

一

Fig. 1 | The nine C-terminal residues of STING are crucial for STINGmediated signalling and binding of TBK1.

1. 先探讨STING的位点对IRF-3的转录活性影响，用IFNβ的启动子作为检测指标。TBK1作为激酶其也能磷酸化STING，把这些位点也进行探讨。发现S366A位点失活突变及C端9个氨基酸缺失ΔC9，STING对IFNβ的作用丧失（图1a）。STING S366A位点突变不影响TBK1的激活，但影响IRF-3的磷酸化。C端9个氨基酸缺失ΔC9影响TBK1的激活（图1b）。

2. ΔC9突变体在cGAMP刺激下与TBK1不共定位（图1c）。CO-IP实验显示，WT和S366A与TBK1存在互作，但ΔC9互作丧失（图1d）。

二

Fig. 2 | A conserved PLPLRT/SD motif within the C-terminal tail of STING mediates TBK1 recruitment and activation.

1. 因为S366的磷酸化不影响STING与TBK1的互作，而C端9个氨基酸影响，于是就把C端9个氨基酸分别进行突变，看与TBK1的亲和力改变。结果发现L374位点突变后，STING与TBK1的互作消失（图2a）（不清楚为啥一上来就知道探讨C端9个氨基酸，或许是后面晶体结构的提示，文章没按照实验顺序写）

2. 突变体进行活性实验，发现L374A对IFNβ的作用消失（图2b）。L374A突变体，对TBK1的磷酸化也减弱，IRF-3的磷酸化消失。STING自身的磷酸化也减弱（TBK1不能互作，TBK1对STING的磷酸化消失）（图2c）。

3. CO-IP实验中，L374A突变体与TBK1的互作条带减弱。

4. 有意思的发现，S366A和L374A单独对IFNβ的作用消失，但是把两者共同感染细胞，功能回复（图2fg）。说明可能形成二聚体，两者互补。

三

Fig. 3 | Crystal structures of STING in complex with TBK1.

文中说为了进一步搞清楚STING与TBK1的互作，做了共结晶晶体。

从图上看，确实是形成了二聚体。

Fig. 4 | Mutations at the TBK1–STING interface affect STING binding and signalling.

从晶体结构中找到TBK1上互作的关键位点，进行突变后研究TBK1位点对互作的影响及功能的调控。

总 结

1. 如果没有晶体结构，互作位点的寻找是个很tricky的工作;

2. 磷酸化位点对功能的影响，是做机制相对容易深入的地方。组成失活型突变成A；组成激活型突变成D或E;

3. 不少激酶的活性，自身也是受磷酸化调控，比如这里STING的S366位点;

4. 不少转录因子出入核需要磷酸化调控。比如这里的IRF-3;

5. 转录因子受磷酸化调控的检测指标可以用其下游启动子的转录来评估。比如这里用IFNβ启动子的转录活性;

6. 遇到两个激酶互作，得考虑两者相互的磷酸化调控。（这种情况研究难度大些，需要明确谁在先，本文中刺激条件是cGAMP，而结合cGAMP的是STING，所以STING在先。）