Alpha-1-antitrypsin-Pittsburgh. A potent inhibitor of human plasma factor XIa, kallikrein, and factor XIIf
Research article published in The Journal of clinical investigation (1986)
Abstract
Alpha-1-antitrypsin-Pittsburgh is a human variant that resulted from a point mutation in the plasma protease inhibitor, alpha 1-antitrypsin (358 Met----Arg). This defect in the alpha 1-antitrypsin molecule causes it to have greatly diminished anti-elastase activity but markedly increased antithrombin activity. In this report, we demonstrate that this variant protein also has greatly increased inhibitory activity towards the arginine-specific enzymes of the contact system of plasma proteolysis (Factor XIa, kallikrein, and Factor XIIf), in contrast to normal alpha 1-antitrypsin, which has modest to no inhibitory activity towards these enzymes. We determined the second-order-inactivation rate constant (k'') of purified, human Factor XIa by purified alpha 1-antitrypsin-Pittsburgh and found it to be 5.1 X 10(5) M-1 s-1 (23 degrees C), which is a 7,700-fold increase over the k'' for Factor XIa by its major inhibitor, normal purified alpha 1-antitrypsin (i.e., 6.6 X 10(1) M-1 s-1). Human plasma kallikrein, which is poorly inhibited by alpha 1-antitrypsin (k'' = 4.2 M-1 s-1), exhibited a k'' for alpha 1-antitrypsin-Pittsburgh of 8.9 X 10(4) M-1 s-1 (a 21,000-fold increase), making it a more efficient inhibitor than either of the naturally occurring major inhibitors of kallikrein (C-1-inhibitor and alpha 2-macroglobulin). Factor XIIf, which is not inhibited by normal alpha 1-antitrypsin, displayed a k'' for alpha 1-antitrypsin-Pittsburgh of 2.5 X 10(4) M-1 s-1. This enhanced inhibitory activity is similar to the effect of alpha 1-antitrypsin-Pittsburgh that has been reported for thrombin. In addition to its potential as an anticoagulant, this recently cloned protein may prove to be clinically valuable in the management of septic shock, hereditary angioedema, or other syndromes involving activation of the surface-mediated plasma proteolytic system.
Abstract aus PubMed (NCBI) für den zitierten Eintrag, in der Originalsprache wiedergegeben. Maßgeblich ist die Fassung der Originalpublikation.
Das Abstract wird nicht übersetzt, damit die eigene Wortwahl der Autoren erhalten bleibt.
Zusammenfassung
Alpha-1-antitrypsin-Pittsburgh, a point-mutated human protease inhibitor, strongly inhibited contact-system enzymes, inactivating factor XIa about 7,700-fold and kallikrein about 21,000-fold faster than normal alpha-1-antitrypsin, suggesting anticoagulant potential.
Warum dies für die Hirudotherapie relevant ist
Diese biochemische Studie charakterisierte alpha-1-antitrypsin-Pittsburgh, eine humane Serpin-Variante, die eine 358-Met->Arg-Punktmutation trägt, und maß dessen Hemmung der Proteasen des Kontaktsystems Factor XIa, Plasmakallikrein und Factor XIIf. Das Abstract berichtet über deutlich erhöhte Geschwindigkeitskonstanten der Inaktivierung zweiter Ordnung gegenüber normalem alpha-1-antitrypsin (zum Beispiel einen 7.700-fachen Anstieg gegen Factor XIa und einen 21.000-fachen Anstieg gegen Kallikrein) und weist auf einen möglichen Nutzen als Antikoagulans sowie bei der Behandlung von septischem Schock oder hereditärem Angioödem hin. Für ASH ist die Relevanz kontextuell und nicht direkt: Das untersuchte Molekül ist ein technisch hergestelltes humanes Protein, NICHT eine Komponente des Sekretoms des Blutegels Hirudo, weshalb es nicht als Beleg für die Blutegeltherapie selbst dargestellt werden sollte. Sein Wert liegt hier darin, dass es die Zielstrukturen der Kontaktaktivierung der Gerinnung (FXIa, Kallikrein, FXIIa) kartiert, gegen die auch blutegelabgeleitete Antikoagulanzien untersucht werden, und so hilft zu verdeutlichen, warum die selektive Hemmung des Kontaktweges ein Ziel der Wirkstoffforschung ist. Ehrlicher Vorbehalt: Dies ist eine Enzymkinetik an aufgereinigtem Protein in vitro ohne Tier- oder klinische Prüfung, und es ist kein Blutegelmaterial beteiligt.
Zitation
Alpha-1-antitrypsin-Pittsburgh. A potent inhibitor of human plasma factor XIa, kallikrein, and factor XIIf.
Scott et al. · The Journal of clinical investigation, 1986
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