Molecular basis of thrombomodulin activation of slow thrombin.
Research article published in Journal of thrombosis and haemostasis : JTH (2009)
Abstract
BACKGROUND: Coagulation is a highly regulated process where the ability to prevent blood loss after injury is balanced against the maintenance of blood fluidity. Thrombin is at the center of this balancing act. It is the critical enzyme for producing and stabilizing a clot, but when complexed with thrombomodulin (TM) it is converted to a powerful anticoagulant. Another cofactor that may play a role in determining thrombin function is the monovalent cation Na(+). Its apparent affinity suggests that half of the thrombin generated is in a Na(+)-free 'slow' state and half is in a Na(+)-coordinated 'fast' state. While slow thrombin is a poor procoagulant enzyme, when complexed to TM it is an effective anticoagulant. METHODS: To better understand this molecular transformation we solved a 2.4 A structure of thrombin complexed with EGF domains 4-6 of TM in the absence of Na(+) and other cofactors or inhibitors. RESULTS: We find that TM binds as previously observed, and that the thrombin component resembles structures of the fast form. The Na(+) binding loop is observed in a conformation identical to the Na(+)-bound form, with conserved water molecules compensating for the missing ion. Using the fluorescent probe p-aminobenzamidine we show that activation of slow thrombin by TM principally involves the opening of the primary specificity pocket. CONCLUSIONS: These data show that TM binding alters the conformation of thrombin in a similar manner as Na(+) coordination, resulting in an ordering of the Na(+) binding loop and an opening of the adjacent S1 pocket. We conclude that other, more subtle subsite changes are unlikely to influence thrombin specificity toward macromolecular substrates.
Abstract sourced from PubMed (NCBI) for the cited record. See the original publication for the authoritative version.
Zusammenfassung
Coagulation is a highly regulated process where the ability to prevent blood loss after injury is balanced against the maintenance of blood fluidity. Thrombin is at the center of this balancing act.
Warum dies für die Hirudotherapie relevant ist
Dieser Forschungsartikel untersucht die molekulare Grundlage dafür, wie Thrombomodulin (TM) die antikoagulatorischen Eigenschaften von „langsamem" Thrombin in Abwesenheit von Natriumionen aktiviert, mittels Röntgenkristallographie und Fluoreszenzsonden. Es wird gezeigt, dass die TM-Bindung die Konformation von Thrombin verändert, insbesondere indem sie die Natriumbindungsschleife ordnet und die primäre Spezifitätstasche öffnet. Dieser strukturelle und mechanistische Einblick ist für die ASH hochrelevant, da Thrombin das primäre Ziel von Hirudin und anderen Antikoagulanzien im Blutegelsekretom ist. Das Verständnis der allosterischen Veränderungen und der Bindungstaschen von Thrombin verdeutlicht, wie aus Blutegeln stammende Inhibitoren mit diesem kritischen Enzym wechselwirken. Die Einschränkung besteht darin, dass es sich um eine präklinische, biophysikalische In-vitro-Studie ohne direkte Beteiligung von Blutegeln oder aus Blutegeln stammenden Substanzen handelt; ihre Relevanz für die Hirudotherapie ist rein mechanistisch und strukturell.
Zitation
Molecular basis of thrombomodulin activation of slow thrombin.
Adams et al. · Journal of thrombosis and haemostasis : JTH, 2009
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Zur ASH-Bibliothek hinzugefügt: May 28, 2026 · Letzte Aktualisierung der Website: June 18, 2026