Leben ohne Blut: Molekulare und funktionelle Analyse von Hirudinen und Hirudin-ähnlichen Faktoren des asiatischen nicht-hämatophagen Blutegels Whitmania pigra

BACKGROUND: Several leech species of the genera Hirudo, Hirudinaria, and Whitmania are widely used in traditional Chinese medicine (TCM) for the oral treatment of disorders associated with blood stasis. Among them, the non-hematophagous leech Whitmania pigra expresses a variety of components that have the potential to act on the vertebrate blood coagulation system. OBJECTIVE: Whether the thrombin inhibitor hirudin, probably the most prominent leech-derived anticoagulant, is actually present in Whitmania pigra, is still a matter of debate. To answer that open question was the aim of the study. METHODS: We identified several putative hirudin-encoding sequences in transcriptome data of Whitmania pigra. Upon gene synthesis and molecular cloning the respective recombinant proteins were expressed in Escherichia coli, purified, processed, and eventually functionally characterized for thrombin-inhibitory potencies in coagulation assays. RESULTS: We were successful in the identification and functional characterization of several putative hirudins in Whitmania pigra. Some, but not all, of these factors are indeed thrombin inhibitors. Whitmania pigra hence expresses both hirudins (factors that inhibit thrombin) and hirudin-like factors (that do not or only very weakly inhibit thrombin). Furthermore, we revealed the exon/intron structures of the corresponding genes. Coding sequences of some putative hirudins of Whitmania pigra were present also in transcriptome datasets of Hirudo nipponia, a hematophagous leech that is likewise used in TCM. CONCLUSIONS: Based on both structural and functional data we provide very strong evidence for the expression of hirudins in Whitmania pigra. This is the first description of hirudins in a non-hematophagous leech.

Abstract aus PubMed (NCBI) für den zitierten Eintrag, in der Originalsprache wiedergegeben. Maßgeblich ist die Fassung der Originalpublikation.

Das Abstract wird nicht übersetzt, damit die eigene Wortwahl der Autoren erhalten bleibt.

Ob der Thrombininhibitor Hirudin im asiatischen, nicht blutsaugenden und in der traditionellen chinesischen Medizin genutzten Blutegel Whitmania pigra vorkommt, war umstritten. Aus Transkriptomdaten identifizierte, mutmaßlich Hirudin-kodierende Sequenzen wurden nach Gensynthese und Klonierung in Escherichia coli exprimiert und in Gerinnungsassays auf Thrombinhemmung charakterisiert. Einige, aber nicht alle dieser Faktoren hemmten Thrombin; W. pigra exprimiert somit Hirudine und hirudinähnliche Faktoren. Laut Autoren liefern Struktur- und Funktionsdaten sehr starke Belege für die Hirudin-Expression; erstmals wurden Hirudine bei einem nicht blutsaugenden Blutegel beschrieben.

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