Functional expression of a thrombin exosite I inhibitor triabin in Escherichia coli and elucidation of the role of key residues in its inhibitory activity
Biochemistry study published in Biochimie (2023)
Abstract
Triabin, a lipocalin-like thrombin inhibitor from the saliva of the blood-sucking triatomine bug Triatoma pallidipennis, exhibits effective inhibition comparable to hirudin despite binding exclusively at exosite I. Interestingly, it was reported that higher triabin doses would not inhibit thrombin completely, which makes it a promising antithrombotic candidate agent with a larger therapeutic window. However, few structural and functional studies about triabin have been reported in the past three decades, mostly due to the lack of a reliable and practicable recombinant expression technology for this seemingly small protein. In this work, we have adopted the SUMO fusion technology for the expression of triabin in E. coli cells-with facile refolding and purification procedures-and the bioactive triabin was produced in ∼12 mg/L culture medium. Subsequently, the structure-function studies through extensive site-directed mutagenesis reveal that triabin's Phe-106 involved in the hydrophobic contacts plays a surprisingly important role in the thrombin inhibition, in contrast to the negatively charged residues Asp-135 or Glu-128 involved in the salt-bridge interaction. As such, this study complements our understanding of the interaction mechanism of natural thrombin inhibitors, which should facilitate the development of anticoagulant drugs with a novel mode of action against thrombin.
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
The triatomine-bug salivary thrombin inhibitor triabin was functionally expressed in E. coli using SUMO fusion (∼12 mg/L); site-directed mutagenesis showed Phe-106 hydrophobic contacts are crucial for thrombin inhibition.
Kontext
Diese Studie entwickelte ein rekombinantes SUMO-Fusionsexpressionssystem in E. coli für Triabin, einen Thrombin-Exosite-I-Inhibitor aus dem Speichel der Triatomine Triatoma pallidipennis, und produzierte ~12 mg/L bioaktives Protein. Mittels ortsspezifischer Mutagenese wurde die Bedeutung von Phe-106 für die Thrombininhibition gezeigt. Triabin wies eine wirksame Inhibition auf, die mit Hirudin vergleichbar ist, trotz unterschiedlichem Bindungsmodus, und bot potenziell ein größeres therapeutisches Fenster. Die Studie betrifft einen Speichelinhibitor aus einem nicht zu den Blutegeln gehörenden blutsaugenden Arthropoden, nicht Blutegel oder Hirudotherapie, obwohl sie den Inhibitor mit Hirudin vergleicht und auf antithrombotische Speichelproteine fokussiert. Es wird kein Material aus Blutegeln untersucht.
Verwandte Verbindungen im ASH-Register
Aus dem Blutegel stammende Moleküle und aus Hirudin abgeleitete Arzneimittel, die zum Thema dieser Arbeit gehören, jeweils mit vollständigem Profil im ASH-Verbindungsregister:
Zitation
Literaturangabe (Vancouver-Stil)
Mo Z, Xiao Z, He C. Functional expression of a thrombin exosite I inhibitor triabin in Escherichia coli and elucidation of the role of key residues in its inhibitory activity. Biochimie. 2023;208:13-19. doi:10.1016/j.biochi.2022.12.013. PMID: 36580989
Die bibliografischen Angaben (Autoren, Band, Seiten, DOI) stammen aus dem PubMed-Eintrag.
Verwandter klinischer Kontext
Erfahren Sie, wie diese Forschung mit der klinischen Praxis verknüpft ist
Verwandte Forschungsarbeiten
Weitere begutachtete Studien in der Kategorie „Arzneimittelentwicklung“.
- Hirudotherapie in Medizin und Zahnmedizin — Jha K et al. (2015)
- Blutegeltherapie: eine Geschichte — Hyson J (2005)
- Hirudine der asiatischen medizinischen Blutegelart Hirudinaria manillensis: gleich und doch verschieden — Lukas P et al. (2019)
- Transcriptomic analysis of the salivary gland of medicinal leech Hirudo nipponia — Lu Z et al. (2018)
- Molekulardynamische und pharmakologische Untersuchungen an durch Protein-Engineering erzeugten Hirudin-Varianten von Hirudinaria manillensis und Hirudo medicinalis — Sun Y et al. (2022)
- Zellfreie Synthese der Hirudin-Variante 1 des blutsaugenden Egels Hirudo medicinalis — Wüstenhagen D et al. (2020)
- Produktion von Hirudin-Varianten durch gentechnisch veränderte mikrobielle Zellfabriken — Zhang J, Lan N (2018)
- Hirudin bei heparininduzierter Thrombozytopenie — Lubenow N, Greinacher A (2002)
- Hirudin verbessert die diabetische Nephropathie durch Hemmung der Gsdmd-vermittelten Pyroptose — Han J et al. (2023)
- Hirudin als alternatives Antikoagulans – eine historische Übersicht — Markwardt F (2002)
Zur ASH-Bibliothek hinzugefügt: 27. Mai 2026 · Letzte Aktualisierung der Website: 18. Juni 2026