Production, Purification, and Characterization of a Novel Cysteine-Rich Anticoagulant from the Medicinal Leech and the Functional Role of Its Disulfide Bonds
Basic science / preclinical published in Biomolecules (2025)
Abstract
The saliva of the medicinal leech Hirudo medicinalis contains a wide range of biologically active compounds, including multiple anticoagulants. Previously, we identified a novel cysteine-rich anticoagulant protein (CRA) from leech saliva and produced it recombinantly in Escherichia coli, demonstrating its potential as a basis for new anticoagulant drugs. In this study, we developed an optimized procedure for scalable production and purification of recombinant CRA. The purified protein was analyzed for common contaminants originating from E. coli, such as endotoxins, bacterial proteins, and DNA, and its anticoagulant properties were evaluated using standard clotting assays. Across three independent experiments, the yield of purified CRA ranged from 3.7 to 5.5 mg per liter of bacterial culture, with impurity levels per milligram of protein ranging from 7.1-31.2 ng of bacterial proteins, 1.2-15.1 ng of DNA, and 60-1445 EU of endotoxins. The purified CRA displayed electrophoretic and chromatographic homogeneity and retained strong anticoagulant activity. Additionally, a truncated form of CRA lacking the C-terminal region was produced and characterized. This variant lost membrane affinity and showed altered activity profiles, with higher thrombin time activity but reduced prothrombin time and activated partial thromboplastin time activities compared with the full-length protein.
Abstract sourced from PubMed (NCBI) for the cited record. See the original publication for the authoritative version.
Zusammenfassung
Production, purification, and characterization of a novel cysteine-rich anticoagulant (CRA) from Hirudo medicinalis salivary secretions — a distant homolog of antistasin. The study describes recombinant expression in E. coli, refolding, and clotting-assay verification, with structural analysis of disulfide bonds essential for activity.
Warum dies für die Hirudotherapie relevant ist
Die Studie beschreibt ein optimiertes Verfahren zur Produktion und Reinigung eines rekombinanten cysteinreichen antikoagulatorischen Proteins aus dem Speichel des medizinischen Blutegels Hirudo medicinalis in Escherichia coli, einschließlich Kontaminationsbewertung und Charakterisierung mittels Gerinnungsassays. Es wurden gereinigte Proteinausbeuten von 3,7 bis 5,5 mg pro Liter Kultur gemessen, Verunreinigungsbereiche für bakterielle Proteine, DNA und Endotoxine bestimmt, elektrophoretische und chromatographische Homogenität festgestellt und die antikoagulatorische Aktivität bestätigt; eine C-terminal verkürzte Variante verlor die Membranaffinität und zeigte veränderte Aktivitätsprofile bei Thrombinzeit, Prothrombinzeit und aktivierter partieller Thromboplastinzeit. Dies ist unmittelbar für ASH relevant, da es sich um ein gerinnungshemmendes Protein aus Blutegelspeichel und dessen Potenzial als Leitstruktur für die Arzneimittelentwicklung handelt. Die Einschränkung besteht darin, dass die Arbeit biochemisch und präklinisch ist und keine therapeutischen Daten an Tieren oder Menschen sowie keine Bewertung der lebenden Blutegeltherapie vorliegen.
Zitation
Production, Purification, and Characterization of a Novel Cysteine-Rich Anticoagulant from the Medicinal Leech and the Functional Role of Its Disulfide Bonds.
Manuvera VA et al. · Biomolecules, 2025
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Zur ASH-Bibliothek hinzugefügt: May 27, 2026 · Letzte Aktualisierung der Website: 18. Juni 2026