Structural insights into thrombolytic activity of destabilase from medicinal leech
Research article published in Scientific reports (2023)
Abstract
Destabilase from the medical leech Hirudo medicinalis belongs to the family of i-type lysozymes. It has two different enzymatic activities: microbial cell walls destruction (muramidase activity), and dissolution of the stabilized fibrin (isopeptidase activity). Both activities are known to be inhibited by sodium chloride at near physiological concentrations, but the structural basis remains unknown. Here we present two crystal structures of destabilase, including a 1.1 Å-resolution structure in complex with sodium ion. Our structures reveal the location of sodium ion between Glu34/Asp46 residues, which were previously recognized as a glycosidase active site. While sodium coordination with these amino acids may explain inhibition of the muramidase activity, its influence on previously suggested Ser49/Lys58 isopeptidase activity dyad is unclear. We revise the Ser49/Lys58 hypothesis and compare sequences of i-type lysozymes with confirmed destabilase activity. We suggest that the general base for the isopeptidase activity is His112 rather than Lys58. pKa calculations of these amino acids, assessed through the 1 μs molecular dynamics simulation, confirm the hypothesis. Our findings highlight the ambiguity of destabilase catalytic residues identification and build foundations for further research of structure-activity relationship of isopeptidase activity as well as structure-based protein design for potential anticoagulant drug development.
Abstract sourced from PubMed (NCBI) for the cited record. See the original publication for the authoritative version.
Zusammenfassung
Destabilase from the medical leech Hirudo medicinalis belongs to the family of i-type lysozymes. It has two different enzymatic activities: microbial cell walls destruction (muramidase activity), and dissolution of the stabilized fibrin (isopeptidase activity).
Warum dies für die Hirudotherapie relevant ist
Diese Studie ermittelte hochaufgelöste Kristallstrukturen von destabilase, einem Enzym des medizinischen Blutegels Hirudo medicinalis mit sowohl Muramidase- als auch fibrin-auflösender Isopeptidase-Aktivität, um die strukturelle Grundlage der Natriumioneninhibition zu untersuchen und zu klären, welche katalytischen Reste die Isopeptidase-Funktion steuern. Da die Isopeptidase-Aktivität von destabilase stabilisiertes Fibrin auflösen kann, trägt das Verständnis seiner Struktur und seines katalytischen Mechanismus zur Charakterisierung auf molekularer Ebene eines von Blutegeln stammenden Enzyms mit fibrinolytischen Eigenschaften bei. Die Arbeit beschränkt sich auf Proteinkristallographie und computergestützte Molekulardynamiksimulation; sie untersucht weder Hirudotherapie noch klinische Ergebnisse noch therapeutische Anwendungen irgendeiner Art. Das Abstract stellt lediglich fest, dass diese strukturellen Grundlagen in zukünftiges Design von Antikoagulanzien einfließen könnten, was die Studie selbst weder testet noch validiert.
Zitation
Structural insights into thrombolytic activity of destabilase from medicinal leech.
Marin E et al. · Scientific reports, 2023
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Zur ASH-Bibliothek hinzugefügt: March 18, 2026 · Letzte Aktualisierung der Website: June 18, 2026