Rational engineering of activity and specificity in a serine protease.
Research article published in Nature biotechnology (1997)
Abstract
The discovery of the Na(+)-dependent allosteric regulation in serine proteases makes it possible to control catalytic activity and specificity in this class of enzymes in a way never considered before. We demonstrate that rational site-directed mutagenesis of residues controlling Na+ binding can profoundly after the properties of a serine protease. By suppressing Na+ binding to thrombin, we shift the balance between procoagulant and anticoagulant activities of the enzyme. Those mutants, compared to wild-type, have reduced specificity toward fibrinogen, but enhanced or slightly reduced specificity toward protein C. Because this engineering strategy targets a fundamental regulatory mechanism, it is amenable of extension to other enzymes of biological and pharmacological importance.
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Zusammenfassung
The discovery of the Na(+)-dependent allosteric regulation in serine proteases makes it possible to control catalytic activity and specificity in this class of enzymes in a way never considered before. We demonstrate that rational site-directed mutagenesis of residues controlling Na+ binding can...
Warum dies für die Hirudotherapie relevant ist
Diese Studie zeigte, dass eine ortsgerichtete Mutagenese der für die Na+-Bindung an Thrombin verantwortlichen Reste die Eigenschaften des Enzyms tiefgreifend verändern kann, indem sie das Gleichgewicht zwischen prokoagulatorischer und antikoagulatorischer Aktivität verschiebt – durch verringerte Spezifität gegenüber Fibrinogen bei gleichzeitiger Verstärkung oder leichter Verringerung der Spezifität gegenüber Protein C. Die Relevanz für ASHs Domäne ist allenfalls indirekt: Thrombin ist das Ziel des aus Blutegeln gewonnenen Hirudins, und die Manipulation der allosterischen Eigenschaften von Thrombin verfolgt konzeptuell ähnliche antikoagulatorische Ziele wie die Blutegeltherapie, jedoch umfasst die Studie weder Blutegel noch Hirudin oder andere aus Blutegeln stammende Substanzen. Es handelt sich um eine Protein-Engineering-Studie an einem menschlichen Enzym ohne direkten Bezug zur Hirudotherapie.
Zitation
Rational engineering of activity and specificity in a serine protease.
Dang et al. · Nature biotechnology, 1997
Verwandter klinischer Kontext
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Zur ASH-Bibliothek hinzugefügt: May 28, 2026 · Letzte Aktualisierung der Website: 18. Juni 2026