Structural basis of RGD-hirudin binding to thrombin: Tyr3 and five C-terminal residues are crucial for inhibiting thrombin activity
Basic science / structural biology published in BMC Struct Biol (2014)
Abstract
BACKGROUND: Hirudin is an anti-coagulation protein produced by the salivary glands of the medicinal leech Hirudomedicinalis. It is a powerful and specific thrombin inhibitor. The novel recombinant hirudin, RGD-hirudin, which contains an RGD motif, competitively inhibits the binding of fibrinogen to GPIIb/IIIa on platelets, thus inhibiting platelet aggregation while maintaining its anticoagulant activity. RESULTS: Recombinant RGD-hirudin and six mutant variants (Y3A, S50A, Q53A, D55A, E57A and I59A), designed based on molecular simulations, were expressed in Pichia pastoris. The proteins were refolded and purified to homogeneity as monomers by gel filtration and anion exchange chromatography. The anti-thrombin activity of the six mutants and RGD-hirudin was tested. Further, we evaluated the binding of the mutant variants and RGD-hirudin to thrombin using BIAcore surface plasmon resonance analysis (SPR). Kinetics and affinity constants showed that the KD values of all six mutant proteins were higher than that of RGD-hirudin. CONCLUSIONS: These findings contribute to a novel understanding of the interaction between RGD-hirudin and thrombin.
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Zusammenfassung
Structural characterization of recombinant RGD-hirudin and six mutants binding thrombin via Biacore SPR. Tyr3 and five C-terminal residues identified as crucial for thrombin inhibition.
Warum dies für die Hirudotherapie relevant ist
Diese Studie untersuchte die strukturelle Grundlage der RGD-Hirudin-Bindung an Thrombin, indem rekombinantes RGD-Hirudin und sechs Einzel-Punkt-Mutanten (Y3A, S50A, Q53A, D55A, E57A, I59A) in Pichia pastoris exprimiert und anschließend die antithrombinische Aktivität sowie die Bindungskinetik mittels Oberflächenplasmonenresonanz untersucht wurden. Alle sechs Mutanten wiesen höhere KD-Werte als RGD-Hirudin auf, was auf eine verringerte Bindungsaffinität im Vergleich zum Ausgangsmolekül hinweist; RGD-Hirudin wird darüber hinaus als kompetitiver Inhibitor der Fibrinogenbindung an den thrombozytären GPIIb/IIIa-Rezeptor beschrieben, der die Thrombozytenaggregation hemmt und dabei seine antikoagulatorische Aktivität beibehält. Die Autoren schlussfolgern, dass diese Befunde zum Verständnis der Interaktion zwischen RGD-Hirudin und Thrombin beitragen. Für ASHs Domäne liefert dies molekulare Einblicke in ein aus Blutegeln stammendes Protein mit dualer antikoagulatorischer und antithrombozytärer Aktivität. Einschränkung: Hierbei handelt es sich um biochemische In-vitro-Forschung mit rekombinantem Protein aus Hefeexpression, nicht um nativen Blutegelspeichel oder klinische Hirudotherapiedaten.
Zitation
Structural basis of RGD-hirudin binding to thrombin: Tyr3 and five C-terminal residues are crucial for inhibiting thrombin activity.
Huang Y et al. · BMC structural biology, 2014
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Zur ASH-Bibliothek hinzugefügt: May 27, 2026 · Letzte Aktualisierung der Website: 18. Juni 2026