Potent Trivalent Inhibitors of Thrombin through Hybridization of Salivary Sulfopeptides from Hematophagous Arthropods
Basic science / drug design published in Angew Chem Int Ed Engl (2021)
Abstract
Blood feeding arthropods, such as leeches, ticks, flies and mosquitoes, provide a privileged source of peptidic anticoagulant molecules. These primarily operate through inhibition of the central coagulation protease thrombin by binding to the active site and either exosite I or exosite II. Herein, we describe the rational design of a novel class of trivalent thrombin inhibitors that simultaneously block both exosites as well as the active site. These engineered hybrids were synthesized using tandem diselenide-selenoester ligation (DSL) and native chemical ligation (NCL) reactions in one-pot. The most potent trivalent inhibitors possessed femtomolar inhibition constants against α-thrombin and were selective over related coagulation proteases. A lead hybrid inhibitor possessed potent anticoagulant activity, blockade of both thrombin generation and platelet aggregation in vitro and efficacy in a murine thrombosis model at 1 mg kg-1 . The rational engineering approach described here lays the foundation for the development of potent and selective inhibitors for a range of other enzymatic targets that possess multiple sites for the disruption of protein-protein interactions, in addition to an active site.
Abstract sourced from PubMed (NCBI) for the cited record. See the original publication for the authoritative version.
Zusammenfassung
Rational design of trivalent thrombin inhibitors by hybridizing leech, tick, fly, and mosquito sulfopeptides. Engineered hybrids achieve femtomolar Ki against alpha-thrombin and effective antithrombotic activity in a murine thrombosis model at 1 mg/kg.
Warum dies für die Hirudotherapie relevant ist
In dieser Studie wurde rational eine neue Klasse trivalenter thrombin-Inhibitoren entworfen, die gleichzeitig das aktive Zentrum von thrombin und beide Exosites blockieren, indem salivare Sulfopeptide blutsaugender Arthropoden (und Blutegel) mittels tandem Diselenid-Selenoester- und nativer chemischer Ligation hybridisiert wurden; die potentesten Hybride erreichten femtomolare Hemmkonstanten gegen alpha-thrombin, waren gegenüber verwandten Gerinnungsproteasen selektiv, blockierten die thrombin-Bildung und die Thrombozytenaggregation in vitro und zeigten in einem murinen Thrombosemodell Wirksamkeit bei 1 mg/kg. Für die Hirudotherapie ist dies bedeutsam als anschauliches Beispiel dafür, dass das Sekretom des Blutegels/Hämatophagen als Ausgangspunkt für gentechnisch entwickelte Antikoagulanzien der nächsten Generation dient — dieselbe biologische Logik, die den von hirudin abgeleiteten Wirkstoffen zugrunde liegt, erweitert auf eine multivalente Blockade von aktivem Zentrum plus Exosites. Der Vorbehalt ist, dass es sich um präklinische Chemie und Pharmakologie handelt: Die Potenz wurde in vitro und in einem einzigen tierischen Thrombosemodell gezeigt, ohne Humandaten, sodass sie eher für ein Wirkstoffentdeckungs-Versprechen spricht als für eine klinische Blutegeltherapie.
Zitation
Potent Trivalent Inhibitors of Thrombin through Hybridization of Salivary Sulfopeptides from Hematophagous Arthropods.
Agten SM et al. · Angewandte Chemie, 2021
Verwandter klinischer Kontext
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Zur ASH-Bibliothek hinzugefügt: May 27, 2026 · Letzte Aktualisierung der Website: June 18, 2026