Noncoded amino acids in protein engineering: Structure-activity relationship studies of hirudin-thrombin interaction
Research article published in Biotechnology and applied biochemistry (2018)
Abstract
The advent of recombinant DNA technology allowed to site-specifically insert, delete, or mutate almost any amino acid in a given protein, significantly improving our knowledge of protein structure, stability, and function. Nevertheless, a quantitative description of the physical and chemical basis that makes a polypeptide chain to efficiently fold into a stable and functionally active conformation is still elusive. This mainly originates from the fact that nature combined, in a yet unknown manner, different properties (i.e., hydrophobicity, conformational propensity, polarizability, and hydrogen bonding capability) into the 20 standard natural amino acids, thus making difficult, if not impossible, to univocally relate the change in protein stability or function to the alteration of physicochemical properties caused by amino acid exchange(s). In this view, incorporation of noncoded amino acids with tailored side chains, allowing to finely tune the structure at a protein site, would facilitate to dissect the effects of a given mutation in terms of one or a few physicochemical properties, thus much expanding the scope of physical organic chemistry in the study of proteins. In this review, relevant applications from our laboratory will be presented on the use of noncoded amino acids in structure-activity relationships studies of hirudin binding to thrombin.
Abstract sourced from PubMed (NCBI) for the cited record. See the original publication for the authoritative version.
Zusammenfassung
Noncoded amino acids in protein engineering: Structure-activity relationship studies of hirudin-thrombin interaction.
Warum dies für die Hirudotherapie relevant ist
Dieses Review fasst die Laborarbeiten der Autoren zur Verwendung nicht-kodierter Aminosäuren mit maßgeschneiderten Seitenketten für Struktur-Wirkungs-Beziehungsstudien der Hirudin-Bindung an Thrombin zusammen, mit dem Ziel zu analysieren, wie einzelne physikochemische Eigenschaften – wie Hydrophobizität, Wasserstoffbrückenbindung oder konformationelle Neigung – zur Wechselwirkung beitragen. Für ASH und die Hirudotherapie ist diese Arbeit unmittelbar relevant, da Hirudin das wichtigste Antikoagulans im Speichel medizinischer Blutegel ist und die mechanistische Grundlage seiner potenten Thrombinhemmung die therapeutische Wirkung der Blutegeltherapie und verwandter direkter Thrombininhibitoren darstellt. Ein präzises molekulares Verständnis der Hirudin-Thrombin-Bindung könnte zur rationalen Optimierung von aus Blutegeln stammenden Antikoagulanzien beitragen. Eine ehrliche Einschränkung besteht darin, dass es sich um ein Review von Protein-Engineering- und biophysikalischen Studien handelt und nicht um eine klinische oder In-vivo-Untersuchung; es liefert keine Wirksamkeits-, Sicherheits- oder therapeutischen Ergebnisdaten und stellt keinen klinischen Nutzenbeleg für die Hirudotherapie dar.
Zitation
Noncoded amino acids in protein engineering: Structure-activity relationship studies of hirudin-thrombin interaction
De Filippis V et al. · Biotechnology and applied biochemistry, 2018
Verwandter klinischer Kontext
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Zur ASH-Bibliothek hinzugefügt: May 27, 2026 · Letzte Aktualisierung der Website: 18. Juni 2026