WPK5, a Novel Kunitz-Type Peptide from the LeechInhibiting Factor XIa, and Its Loop-Replaced Mutant to Improve Potency.
Research article published in Biomedicines (2021)
Abstract
Kunitz-type proteins or peptides have been found in many blood-sucking animals, but the identity of them in leeches remained elusive. In the present study, five Kunitz-type peptides named WPK1-WPK5 were identified from the leech Whitmania pigra. Recombinant WPK1-WPK5 were expressed in Pichia pastoris GS115, and their inhibitory activity against Factor XIa (FXIa) was tested. WPK5 showed inhibitory activity against FXIa with an IC50 value of 978.20 nM. To improve its potency, the loop replacement strategy was used. The loop 1 (TGPCRSNLER) and loop 2 (QYGGC) in WPK5 were replaced by loop 1 (TGPCRAMISR) and loop 2 (FYGGC) in PN2KPI, respectively, and the resulting peptide named WPK5-Mut showed an IC50 value of 8.34 nM to FXIa, which is about 100-fold the potency of FXIa compared to that of WPK5. WPK5-Mut was further evaluated for its extensive bioactivity in vitro and in vivo. It dose-dependently prolonged APTT on both murine plasma and human plasma, and potently inhibited FeCl3-induced carotid artery thrombosis in mice at a dose of 1.5 mg/kg. Additionally, WPK5-Mut did not show significant bleeding risk at a dose of 6 mg/kg. Together, these results showed that WPK5-Mut is a promising candidate for the development of an antithrombotic drug.
Abstract sourced from PubMed (NCBI) for the cited record. See the original publication for the authoritative version.
Zusammenfassung
Kunitz-type proteins or peptides have been found in many blood-sucking animals, but the identity of them in leeches remained elusive. In the present study, five Kunitz-type peptides named WPK1-WPK5 were identified from the leech.
Warum dies für die Hirudotherapie relevant ist
In dieser Studie wurden aus dem Blutegel Whitmania pigra fünf Peptide vom Kunitz-Typ (WPK1-WPK5) identifiziert, rekombinant exprimiert, und es zeigte sich, dass WPK5 den Gerinnungs-Factor XIa hemmt (IC50 978,20 nM); eine technisch veränderte Variante mit ausgetauschter Schleife, WPK5-Mut, war etwa 100-fach wirksamer (IC50 8,34 nM), verlängerte die Gerinnungszeiten in Maus- und Humanplasma, hemmte bei Mäusen die FeCl3-induzierte Karotisthrombose in einer Dosis von 1,5 mg/kg und zeigte bei 6 mg/kg keine signifikante Blutung. Dies zählt zu den unmittelbar relevantesten Einträgen für die Mission von ASH: Es ist ein konkreter Beleg dafür, dass das Sekretom des medizinischen Blutegels neuartige, arzneilich nutzbare antikoagulatorische Peptide hervorbringt, und dass Protein-Engineering ein natürliches Blutegelmolekül zu einem antithrombotischen Arzneimittelkandidaten schärfen kann. Die Arbeit ist präklinisch (In-vitro-Assays und Nagetiermodelle mit einer technisch veränderten Mutante) und keine klinische Studie, sie stützt somit die Rationale der blutegelbasierten Wirkstoffforschung, sagt aber nichts über klinische hirudotherapy oder über Wirksamkeit und Sicherheit beim Menschen aus.
Zitation
WPK5, a Novel Kunitz-Type Peptide from the LeechInhibiting Factor XIa, and Its Loop-Replaced Mutant to Improve Potency.
Zheng YZ et al. · Biomedicines, 2021
Verwandter klinischer Kontext
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Zur ASH-Bibliothek hinzugefügt: May 28, 2026 · Letzte Aktualisierung der Website: June 18, 2026