From haemadin to haemanorm: Synthesis and characterization of full-length haemadin from the leech Haemadipsa sylvestris and of a novel bivalent, highly potent thrombin inhibitor (haemanorm)
Basic science published in Protein Sci (2023)
Abstract
Hirudin from Hirudo medicinalis is a bivalent α-Thrombin (αT) inhibitor, targeting the enzyme active site and exosite-I, and is currently used in anticoagulant therapy along with its simplified analogue hirulog. Haemadin, a small protein (57 amino acids) isolated from the land-living leech Haemadipsa sylvestris, selectively inhibits αT with a potency identical to that of recombinant hirudin (KI = 0.2 pM), with which it shares a common disulfide topology and overall fold. At variance with hirudin, haemadin targets exosite-II and therefore (besides the free protease) it also blocks thrombomodulin-bound αT without inhibiting the active intermediate meizothrombin, thus offering potential advantages over hirudin. Here, we produced in reasonably high yields and pharmaceutical purity (>98%) wild-type haemadin and the oxidation resistant Met5 → nor-Leucine analogue, both inhibiting αT with a KI of 0.2 pM. Thereafter, we used site-directed mutagenesis, spectroscopic, ligand-displacement, and Hydrogen/Deuterium Exchange-Mass Spectrometry techniques to map the αT regions relevant for the interaction with full-length haemadin and with the synthetic N- and C-terminal peptides Haem(1-10) and Haem(45-57). Haem(1-10) competitively binds to/inhibits αT active site (KI = 1.9 μM) and its potency was enhanced by 10-fold after Phe3 → β-Naphthylalanine exchange. Conversely to full-length haemadin, haem(45-57) displays intrinsic affinity for exosite-I (KD = 1.6 μM). Hence, we synthesized a peptide in which the sequences 1-9 and 45-57 were joined together through a 3-Glycine spacer to yield haemanorm, a highly potent (KI = 0.8 nM) inhibitor targeting αT active site and exosite-I. Haemanorm can be regarded as a novel class of hirulog-like αT inhibitors with potential pharmacological applications.
Abstract sourced from PubMed (NCBI) for the cited record. See the original publication for the authoritative version.
Zusammenfassung
Synthetic haemadin from Haemadipsa sylvestris (57-aa) inhibits alpha-thrombin (Ki 0.2 pM) at active site + exosite-II, plus engineered haemanorm hybrid peptide (Ki 0.8 nM) targets active site + exosite-I.
Warum dies für die Hirudotherapie relevant ist
Diese Studie berichtet über die Synthese und Charakterisierung von Haemadin, einem 57 Aminosäuren umfassenden Thrombininhibitor, der natürlich aus der landlebenden Blutegelart Haemadipsa sylvestris isoliert wurde, sowie über das rationale Design eines neuartigen bivalenten Inhibitors namens Haemanorm. Haemadin hemmt α-Thrombin potent (Ki = 0,2 pM) – vergleichbar mit rekombinantem Hirudin –, zielt jedoch einzigartig auf Exosite-II statt auf Exosite-I ab, wodurch es Thrombin im Thrombomodulin-gebundenen Zustand blockieren kann, ohne Meizothrombin zu hemmen; eine Eigenschaft, die nach Ansicht der Autoren pharmakologische Vorteile gegenüber Hirudin bieten könnte. Die Autoren kartierten ferner funktionelle Domänen und entwickelten Haemanorm (Ki = 0,8 nM) durch Verbindung N- und C-terminaler Haemadin-Sequenzen über einen Glycin-Spacer, um ein Hirulog-ähnliches Molekül zu schaffen, das sowohl auf das aktive Zentrum als auch auf Exosite-I abzielt. Diese Arbeit ist für ASHs Gebiet direkt relevant, da sie ein von Blutegeln stammendes antikoagulatorisches Protein charakterisiert und einen potenziellen neuen Arzneimittelkandidaten aus seiner Struktur ableitet. Allerdings handelt es sich um biochemische und In-vitro-Befunde; es werden keine Tier- oder klinischen Daten präsentiert, und die Aussagen zur pharmakologischen Anwendung bleiben vorläufig.
Zitation
From haemadin to haemanorm: Synthesis and characterization of full-length haemadin from the leech Haemadipsa sylvestris and of a novel bivalent, highly potent thrombin inhibitor (haemanorm).
Acquasaliente L et al. · Protein science, 2023
Verwandter klinischer Kontext
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Zur ASH-Bibliothek hinzugefügt: May 27, 2026 · Letzte Aktualisierung der Website: 18. Juni 2026