Bindung des rekombinanten Proteinaseinhibitors Eglin c aus dem Blutegel Hirudo medicinalis an Serin-(pro)enzyme: eine vergleichende thermodynamische Studie
Binding of the recombinant proteinase inhibitor eglin c from leech Hirudo medicinalis to serine (pro)enzymes: a comparative thermodynamic study
Thermodynamische In-vitro-Studie in der Zeitschrift Journal of Molecular Recognition (1991)
Abstract
The binding of the recombinant proteinase inhibitor eglin c from the leech Hirudo medicinalis to serine (pro)enzymes belonging to the chymotrypsin and subtilisin families has been investigated from the thermodynamic viewpoint, between pH 4.5 and 9.5 and from 10 degrees C to 40 degrees C. The affinity of eglin c for the serine (pro)enzymes considered shows the following trend: Leu-proteinase [the leucine specific serine proteinase from spinach (Spinacia oleracea L.) leaves] greater than human leucocyte elastase congruent to human cathepsin G congruent to subtilisin Carlsberg congruent to bovine alpha-chymotrypsin greater than bovine alpha-chymotrypsinogen A congruent to porcine pancreatic elastase congruent to bovine beta-trypsin. The serine (pro)enzyme-inhibitor complex formation is an entropy-driven process. On increasing the pH from 4.5 to 9.5, the affinity of eglin c for the serine (pro)enzymes considered increases thus reflecting the acid pK shift of the invariant hystidyl catalytic residue from approximately to 6.9 in the free serine proteinases and bovine alpha-chymotrypsinogen A to congruent to 5.1 in the serine (pro)enzyme-inhibitor complexes. Considering the known molecular models, the observed binding behaviour of eglin c was related to the inferred stereochemistry of the serine (pro)enzyme-inhibitor contact regions.
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Das Abstract wird nicht übersetzt, damit die eigene Wortwahl der Autoren erhalten bleibt.
Zusammenfassung
Die Bindung des rekombinanten Proteinaseinhibitors Eglin c aus dem Blutegel Hirudo medicinalis an Serin-(pro)enzyme der Chymotrypsin- und Subtilisin-Familien wurde zwischen pH 4,5 und 9,5 (10–40 °C) thermodynamisch untersucht. Die Affinität folgte dem Trend Leu-Proteinase > humane Leukozytenelastase ≈ Cathepsin G ≈ Subtilisin Carlsberg ≈ α-Chymotrypsin > α-Chymotrypsinogen A ≈ Pankreas-Elastase ≈ β-Trypsin. Die Komplexbildung war entropiegetrieben; mit steigendem pH nahm die Affinität zu. Die Autoren setzen das Bindungsverhalten mit der abgeleiteten Stereochemie der Kontaktregionen in Beziehung.
Warum dies für die Hirudotherapie relevant ist
Diese Arbeit führte eine vergleichende thermodynamische Untersuchung der Bindung von rekombinantem Eglin c aus Hirudo medicinalis an Serin-(Pro)enzyme der Chymotrypsin- und Subtilisin-Familien durch und maß die Affinität über pH 4,5–9,5 und 10–40 °C. Die Affinität folgte dem Trend Leu-Proteinase > humane Leukozytenelastase ≈ humane Cathepsin G ≈ Subtilisin Carlsberg ≈ bovines Alpha-Chymotrypsin > mehrere Zymogene und Trypsine, wobei die Komplexbildung entropiegetrieben war und die Affinität mit steigendem pH aufgrund einer pK-Verschiebung des katalytischen Histidylrestes zunahm. Dies untersucht, wie ein Serinproteinase-Inhibitor aus dem Blutegel-Sekretom seine Zielstrukturen bindet. Es handelt sich um eine rein In-vitro-thermodynamische/biophysikalische Charakterisierung ohne therapeutische, In-vivo- oder Hirudotherapie-Daten.
Verwandte Verbindungen im ASH-Register
Aus dem Blutegel stammende Moleküle und aus Hirudin abgeleitete Arzneimittel, die zum Thema dieser Arbeit gehören, jeweils mit vollständigem Profil im ASH-Verbindungsregister:
Zitation
Literaturangabe (Vancouver-Stil)
Ascenzi P, Aducci P, Amiconi G, Ballio A, Guaragna A, Menegatti E, et al. Binding of the recombinant proteinase inhibitor eglin c from leech Hirudo medicinalis to serine (pro)enzymes: a comparative thermodynamic study. J Mol Recognit. 1991;4(4):113-119. doi:10.1002/jmr.300040402. PMID: 1799460
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