Amerikanische Gesellschaft für Hirudotherapie

Identification of structural-kinetic and structural-thermodynamic relationships for thrombin inhibitors

Research article published in Biochemistry (2013)

Zuletzt aktualisiert: June 18, 2026Geprüft von: ASH Editorial Board
Research article — evidence reviewArticle reference
Evidence: Research reportSpeichel-PharmakologieWinquist et al. · Biochemistry, 2013

Abstract

To improve our understanding of drug-target interactions, we explored the effect of introducing substituted amine residues with increased chain length in the P3 residue of the thrombin inhibitor melagatran. Inhibition, kinetic, and thermodynamic data obtained via stopped-flow spectroscopy (SF), isothermal microcalorimetry (ITC), and surface plasmon resonance (SPR) biosensor analysis were interpreted with the help of X-ray crystal structures of the enzyme-inhibitor complexes. The association rate became faster when the lipophilicity of the inhibitors was increased. This was coupled to an increased enthalpic component and a corresponding decreased entropic component. The dissociation rates were reduced with an increase in chain length, with only a smaller increase and a decrease in the enthalpic and entropic components, respectively. Overall, the affinity increased with an increase in chain length, with similar changes in the enthalpic and entropic components. ITC analysis confirmed the equilibrium data from SPR analysis, showing that the interaction of melagatran was the most enthalpy-driven interaction. Structural analysis of the thrombin-inhibitor complex showed that the orientation of the P1 and P2 parts of the molecules was very similar, but that there were significant differences in the interaction between the terminal part of the P3 side chain and the binding pocket. A combination of charge repulsion, H-bonds, and hydrophobic interactions could be used to explain the observed kinetic and thermodynamic profiles for the ligands. In conclusion, changes in the structure of a lead compound can have significant effects on its interaction with the target that translate directly into kinetic and thermodynamic effects. In contrast to what may be intuitively expected, hydrogen bond formation and breakage are not necessarily reflected in enthalpy gains and losses, respectively.

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 termsAntithrombinsAzetidinesBenzylaminesCatalytic DomainCrystallography, X-RayDrug DiscoveryHirudinsHumansHydrogen BondingHydrophobic and Hydrophilic InteractionsKineticsModels, Molecular

Zusammenfassung

Peer-reviewed research on leech salivary compounds and their pharmacology. Indexed in PubMed and verified against the NCBI record.

Warum dies für die Hirudotherapie relevant ist

Diese biochemische Studie nutzte Stopped-Flow-Spektroskopie, isotherme Mikrokalorimetrie, Oberflächenplasmonenresonanz und Röntgenkristallographie, um zu kartieren, wie die Verlängerung der P3-Seitenkette des synthetischen Thrombininhibitors melagatran seine Bindungskinetik und -thermodynamik verändert, und stellte fest, dass eine erhöhte Lipophilie die Assoziation beschleunigte und die Gesamtaffinität durch gekoppelte enthalpische/entropische Veränderungen erhöhte. Die gemeinsame Relevanz für die Hirudotherapie liegt im Ziel, nicht im Molekül: Thrombin ist dasselbe zentrale Gerinnungsenzym, das das Blutegelprotein hirudin hemmt, sodass diese Art von Struktur-Kinetik-Arbeit das medizinalchemische Instrumentarium veranschaulicht, das zur Analyse jedes thrombingerichteten Antikoagulans verwendet wird, einschließlich vom Blutegel abgeleiteter. Einschränkung: melagatran ist ein synthetisches kleines Molekül, keine Verbindung aus dem Blutegel-Sekretom, und dies ist In-vitro-/strukturelle Pharmakologie ohne klinische oder Hirudotherapie-Ergebnisdaten; sein Platz in der ASH-Bibliothek ist methodischer Kontext und kein Beleg über die Blutegeltherapie selbst.

Zitation

Identification of structural-kinetic and structural-thermodynamic relationships for thrombin inhibitors.

Winquist et al. · Biochemistry, 2013

Verwandter klinischer Kontext

Zur ASH-Bibliothek hinzugefügt: May 28, 2026 · Letzte Aktualisierung der Website: June 18, 2026

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