Crystal structure of anticoagulant thrombin variant E217K provides insights into thrombin allostery.
Research article published in The Journal of biological chemistry (2004)
Abstract
Thrombin is the ultimate protease of the blood clotting cascade and plays a major role in its own regulation. The ability of thrombin to exhibit both pro- and anti-coagulant properties has spawned efforts to turn thrombin into an anticoagulant for therapeutic purposes. This quest culminated in the identification of the E217K variant through scanning and saturation mutagenesis. The antithrombotic properties of E217K thrombin are derived from its inability to convert fibrinogen to a fibrin clot while maintaining its thrombomodulin-dependent ability to activate the anticoagulant protein C pathway. Here we describe the 2.5-A crystal structure of human E217K thrombin, which displays a dramatic restructuring of the geometry of the active site. Of particular interest is the repositioning of Glu-192, which hydrogen bonds to the catalytic Ser-195 and which results in the complete occlusion of the active site and the destruction of the oxyanion hole. Substrate binding pockets are further blocked by residues previously implicated in thrombin allostery. We have concluded that the E217K mutation causes the allosteric inactivation of thrombin by destabilizing the Na(+) binding site and that the structure thus may represent the Na(+)-free, catalytically inert "slow" form.
Abstract sourced from PubMed (NCBI) for the cited record. See the original publication for the authoritative version.
Zusammenfassung
Thrombin is the ultimate protease of the blood clotting cascade and plays a major role in its own regulation. The ability of thrombin to exhibit both pro- and anti-coagulant properties has spawned efforts to turn thrombin into an anticoagulant for therapeutic purposes.
Warum dies für die Hirudotherapie relevant ist
Diese Studie ermittelte die 2,5-Å-Kristallstruktur der Antikoagulans-Thrombinvariante E217K und zeigte eine drastische Umstrukturierung des aktiven Zentrums, einschließlich der Umpositionierung von Glu-192, die eine Wasserstoffbrücke zum katalytischen Ser-195 bildet, was zu einem vollständigen Verschluss des aktiven Zentrums und zur Zerstörung des Oxyanionenlochs führt. Die Autoren schlussfolgern, dass die E217K-Mutation eine allosterische Inaktivierung von Thrombin durch Destabilisierung der Na+-Bindungsstelle verursacht und dass die Struktur möglicherweise die Na+-freie, katalytisch inerte ‚langsame' Form darstellt. Die Arbeit liefert strukturelle Einblicke in die Allosterie von Thrombin, die für die Entwicklung von Antikoagulanzien relevant sind. EINSCHRÄNKUNG: Im Abstract werden weder Hirudin noch aus Blutegeln gewonnene Verbindungen oder Hirudotherapie erwähnt; die Verbindung zum ASH-Bereich erfolgt ausschließlich indirekt über die strukturelle Biologie von Thrombin, und es besteht keine vertretbare Verbindung zu Blutegeln.
Zitation
Crystal structure of anticoagulant thrombin variant E217K provides insights into thrombin allostery.
Carter et al. · The Journal of biological chemistry, 2004
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Zur ASH-Bibliothek hinzugefügt: May 28, 2026 · Letzte Aktualisierung der Website: 18. Juni 2026