Amerikanische Gesellschaft für Hirudotherapie

Hirunorms are true hirudin mimetics. The crystal structure of human alpha-thrombin-hirunorm V complex

Research article published in Protein science : a publication of the Protein Society (1998)

Zuletzt aktualisiert: 18. Juni 2026Geprüft von: ASH Editorial Board
Forschungsartikel – EvidenzreviewArtikelreferenz
Evidence: Research reportArzneimittelentwicklungDe Simone G et al. · Protein science : a publication of the Protein Society, 1998

Abstract

A novel class of synthetic, multisite-directed thrombin inhibitors, known as hirunorms, has been described recently. These compounds were designed to mimic the binding mode of hirudin, and they have been proven to be very strong and selective thrombin inhibitors. Here we report the crystal structure of the complex formed by human alpha-thrombin and hirunorm V, a 26-residue polypeptide containing non-natural amino acids, determined at 2.1 A resolution and refined to an R-factor of 0.176. The structure reveals that the inhibitor binding mode is distinctive of a true hirudin mimetic, and it highlights the molecular basis of the high inhibitory potency (Ki is in the picomolar range) and the strong selectivity of hirunorm V. Hirunorm V interacts through the N-terminal tetrapeptide with the thrombin active site in a nonsubstrate mode; at the same time, this inhibitor specifically binds through the C-terminal segment to the fibrinogen recognition exosite. The backbone of the N-terminal tetrapeptide Chg1"-Val2"-2-Nal3"-Thr4" (Chg, cyclohexyl-glycine; 2-Nal, beta-(2-naphthyl)-alanine) forms a short beta-strand parallel to thrombin main-chain residues Ser214-Gly219. The Chg1" side chain fills the S2 subsite, Val2" is located at the entrance of S1, whereas 2-Nal3" side chain occupies the aryl-binding site. Such backbone orientation is very close to that observed for the N-terminal residues of hirudin, and it is similar to that of the synthetic retro-binding peptide BMS-183507, but it is opposite to the proposed binding mode of fibrinogen and of small synthetic substrates. Hirunorm V C-terminal segment binds to the fibrinogen recognition exosite, similarly to what observed for hirudin C-termninal tail and related compounds. The linker polypeptide segment connecting hirunorm V N-and C-terminal regions is not observable in the electron density maps. The crystallographic analysis proves the correctness of the design and it provides a compelling proof on the interaction mechanism for this novel class of high potency multisite-directed synthetic thrombin inhibitors.

Abstract sourced from PubMed (NCBI) for the cited record. See the original publication for the authoritative version.

Publication typeJournal ArticleResearch Support, Non-U.S. Gov't
Indexed MeSH termsAntithrombinsCrystallography, X-RayHirudinsHumansMolecular MimicryOligopeptidesPeptidesProtein ConformationSolventsThrombin

Zusammenfassung

A novel class of synthetic, multisite-directed thrombin inhibitors, known as hirunorms, has been described recently.

Warum dies für die Hirudotherapie relevant ist

Dieser Artikel präsentiert die 2,1-Å-Kristallstruktur von menschlichem Alpha-Thrombin im Komplex mit Hirunorm V, einem 26-Reste umfassenden synthetischen Hirudin-mimetischen Polypeptid. Der Abstract zeigt, dass Hirunorm V den charakteristischen Bindungsmodus von Hirudin reproduziert – ein N-terminales Tetrapeptid, das die aktive Stelle in einer substratunähnlichen parallelen β-Strang-Konformation bindet, und ein C-terminales Segment, das die Fibrinogen-Erkennungs-Exosite besetzt – und dabei picomolare Potenz sowie hohe Selektivität erreicht. Für ASH ist dies als strukturelle Validierung des rationalen Designs von Hirudin-Mimetika relevant, das die Hirudin-Thrombin-Wechselwirkung direkt als Vorlage nutzt. Die Einschränkung besteht darin, dass Hirunorm V vollständig synthetisch ist; die Studie ist rein strukturell und enthält kein von Blutegeln stammendes Material und keine In-vivo-Daten.

Zitation

Hirunorms are true hirudin mimetics. The crystal structure of human alpha-thrombin-hirunorm V complex

De Simone G et al. · Protein science : a publication of the Protein Society, 1998

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Zur ASH-Bibliothek hinzugefügt: May 27, 2026 · Letzte Aktualisierung der Website: 18. Juni 2026

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