2′3′-cGAMP（2′3′-cyclic GMP-AMP）是哺乳动物细胞中唯一的环二核苷酸分子，在抗病毒感染的先天免疫反应中起着重要作用。当外源或内源性 DNA 存在于胞质中时，cGAS （cGMP-AMP合成酶）被 DNA 激活并催化ATP和GTP生成 2′3′-cGAMP。STING （stimulator of interferon genes）作为受体蛋白，与 2′3′-cGAMP 结合后，激活下游 IRF3 和 NF-κB ，启动先天免疫反应，以产生抗病毒和抗肿瘤作用。因此，2′3′-cGAMP可用作疫苗开发和癌症免疫治疗的佐剂。

除了STING之外，有研究表明 HCN4（hyperpolarization-activated cyclic nucleotide-gated channel 4）可以通过结合2′3′-cGAMP 来抑制 cAMP 信号传导并减慢心率，而 HCN4 和 2′3′-cGAMP 之间的结合关系尚未得到实验验证；随后另一个研究指出，2′3′-cGAMP 与 HCN4 的 C-linker 口袋没有结合。所以HCN4和2′3′-cGAMP之间的关系仍然是个谜。到目前为止，几乎所有关于 2′3′-cGAMP 的研究都集中在其受体STING上。由于细菌衍生的环状二核苷酸，如c-di-GMP和c-di-AMP，具有许多结合蛋白并在细菌中执行各种不同的功能，我们推测2′3′-cGAMP在哺乳动物细胞中可能有更多的结合蛋白，并行使其它未知的生物学功能。

为了研究 2′3′-cGAMP 的生物学功能，首先要了解 2′3′-cGAMP 在哺乳动物细胞中可以与哪些蛋白结合。然而，目前并没有适合的用于鉴定 2′3′-cGAMP未知结合蛋白的工具。为了解决这个问题，研究人员首先以2′3′-cGAMP为母体合成了可光交联、可进行点击化学反应的探针分子，与Hela细胞裂解液孵育后进行光交联，之后通过亲和pulldown将与探针分子结合的蛋白进行富集，最后通过质谱找到了一些2′3′-cGAMP的潜在结合蛋白。其中，潜在靶点EF1A1由于在蛋白生物合成中的重要作用引起研究人员的关注。

图1：2′3′-cGAMP探针结构及探针标记流程

接着，通过竞争标记、生物膜干涉、放射性同位素标记实验，进一步验证了2′3′-cGAMP优先与EF1 complex中的EF1A1结合，而不是游离的EF1A1。质谱结果显示，2′3′-cGAMP结合在EF1A1与GTP结合的结构域，表明2′3′-cGAMP有可能在细胞中与GTP竞争性地与EF1A1相结合。最后，GTPase assays、体外翻译以及在THP1 WT和STING KO细胞中的实验表明，2′3′-cGAMP能抑制蛋白的生物合成。这项工作提供了一种有效的鉴定2′3′-cGAMP结合蛋白的方法，有利于研究其未知的生物学功能。

图2：2′3′-cGAMP抑制蛋白合成

2′3′-cGAMP通过EF1A1抑制翻译过程，其生理意义有待更深入的研究。比如病毒需要利用宿主细胞的翻译系统合成自身的蛋白，而2′3′-cGAMP的产生可能在一定程度上会抑制病毒的复制；肿瘤细胞由于基因组DNA不稳定产生的微核会持续激活cGAS，此时2′3′-cGAMP的存在可能会通过影响蛋白的合成而抑制肿瘤增殖。

相关论文信息：

https://doi.org/10.1016/j.chembiol.2021.08.006