Neue Heparinmimetika zeigen Kooperativität zwischen Exosite 2 und der Natriumbindungsstelle von Thrombin

INTRODUCTION: Thrombin is a primary target of most anticoagulants. Yet, thrombin's dual and opposing role in pro- as well as anti- coagulant processes imposes considerable challenges in discovering finely tuned regulators that maintain homeostasis, rather than disproportionately changing the equilibrium to one side. In this connection, we have been studying exosite 2-mediated allosteric modulation of thrombin activity using synthetic agents called low molecular weight lignins (LMWLs). Although the aromatic scaffold of LMWLs is completely different from the polysaccharidic scaffold of heparin, the presence of multiple negatively charged groups on both ligands induces binding to exosite 2 of thrombin. This work characterizes the nature of interactions between LMWLs and thrombin to understand the energetic cooperativity between exosite 2 and active site of thrombin. MATERIALS AND METHODS: The thermodynamics of thrombin-LMWL complexes was studied using spectrofluorimetric titrations as a function of ionic strength and temperature of the buffer. The contributions of enthalpy and entropy to binding were evaluated using classic thermodynamic equations. Label-free surface plasmon resonance was used to assess the role of sodium ion in LMWL binding to thrombin at a fixed ionic strength. RESULTS AND CONCLUSIONS: Exosite 2-induced conformational change in thrombin's active site is strongly dependent on the structure of the ligand, which has consequences with respect to regulation of thrombin. The ionic and non-ionic contributions to binding affinity and the thermodynamic signature were highly ligand specific. Interestingly, LMWLs display preference for the sodium-bound form of thrombin, which supports the existence of an energetic coupling between exosite 2 and sodium-binding site of thrombin.

Abstract aus PubMed (NCBI) für den zitierten Eintrag, in der Originalsprache wiedergegeben. Maßgeblich ist die Fassung der Originalpublikation.

Das Abstract wird nicht übersetzt, damit die eigene Wortwahl der Autoren erhalten bleibt.

Die Autoren charakterisierten die Bindung synthetischer niedermolekularer Lignine (LMWL) an die Exosite 2 von Thrombin mittels spektrofluorimetrischer Titrationen bei variabler Ionenstärke und Temperatur sowie Oberflächenplasmonenresonanz. Die über Exosite 2 ausgelöste Konformationsänderung am aktiven Zentrum erwies sich als stark abhängig von der Struktur des Liganden, ebenso die ionischen und nichtionischen Beiträge zur Affinität und die thermodynamische Signatur. Da LMWL bevorzugt die natriumgebundene Thrombinform binden, stützen die Daten die Existenz einer energetischen Kopplung zwischen Exosite 2 und der Natriumbindungsstelle.

Erfahren Sie, wie diese Forschung mit der klinischen Praxis verknüpft ist

Weitere begutachtete Studien in der Kategorie „Arzneimittelentwicklung“.

• Hirudotherapie in Medizin und Zahnmedizin — Jha K et al. (2015)
• Blutegeltherapie: eine Geschichte — Hyson J (2005)
• Hirudine der asiatischen medizinischen Blutegelart Hirudinaria manillensis: gleich und doch verschieden — Lukas P et al. (2019)
• Transcriptomic analysis of the salivary gland of medicinal leech Hirudo nipponia — Lu Z et al. (2018)
• Molekulardynamische und pharmakologische Untersuchungen an durch Protein-Engineering erzeugten Hirudin-Varianten von Hirudinaria manillensis und Hirudo medicinalis — Sun Y et al. (2022)
• Zellfreie Synthese der Hirudin-Variante 1 des blutsaugenden Egels Hirudo medicinalis — Wüstenhagen D et al. (2020)
• Produktion von Hirudin-Varianten durch gentechnisch veränderte mikrobielle Zellfabriken — Zhang J, Lan N (2018)
• Hirudin bei heparininduzierter Thrombozytopenie — Lubenow N, Greinacher A (2002)
• Hirudin verbessert die diabetische Nephropathie durch Hemmung der Gsdmd-vermittelten Pyroptose — Han J et al. (2023)
• Hirudin als alternatives Antikoagulans – eine historische Übersicht — Markwardt F (2002)

Alle von der ASH analysierten Studien →