Parece que você não pode usar a conexão direta do MongoDB do aplicativo appengine devido à natureza restrita do sandbox do appengine.From https://cloud.google.com/appengine/docs/managed-vms/ :Acesso à rede:somente por meio dos serviços do App Engine (inclui soquetes de saída)

Existem algumas possibilidades de acessar o MongoDB via interface HTTP REST, mas não é o meu caso.