La extensión N-terminal completa del cofactor II de la heparina es necesaria para una eficacia máxima como ligando del exosito 1 de la trombina
The complete N-terminal extension of heparin cofactor II is required for maximal effectiveness as a thrombin exosite 1 ligand
Estudio in vitro en la revista BMC biochemistry (2013)
Resumen
BACKGROUND: Heparin cofactor II (HCII) is a circulating protease inhibitor, one which contains an N-terminal acidic extension (HCII 1-75) unique within the serpin superfamily. Deletion of HCII 1-75 greatly reduces the ability of glycosaminoglycans (GAGs) to accelerate the inhibition of thrombin, and abrogates HCII binding to thrombin exosite 1. While a minor portion of HCII 1-75 can be visualized in a crystallized HCII-thrombin S195A complex, the role of the rest of the extension is not well understood and the affinity of the HCII 1-75 interaction has not been quantitatively characterized. To address these issues, we expressed HCII 1-75 as a small, N-terminally hexahistidine-tagged polypeptide in E. coli. RESULTS: Immobilized purified HCII 1-75 bound active α-thrombin and active-site inhibited FPR-ck- or S195A-thrombin, but not exosite-1-disrupted γT-thrombin, in microtiter plate assays. Biotinylated HCII 1-75 immobilized on streptavidin chips bound α-thrombin and FPR-ck-thrombin with similar KD values of 330-340 nM. HCII 1-75 competed thrombin binding to chip-immobilized HCII 1-75 more effectively than HCII 54-75 but less effectively than the C-terminal dodecapeptide of hirudin (mean Ki values of 2.6, 8.5, and 0.29 μM, respectively). This superiority over HCII 54-75 was also demonstrated in plasma clotting assays and in competing the heparin-catalysed inhibition of thrombin by plasma-derived HCII; HCII 1-53 had no effect in either assay. Molecular modelling of HCII 1-75 correctly predicted those portions of the acidic extension that had been previously visualized in crystal structures, and suggested that an α-helix found between residues 26 and 36 stabilizes one found between residues 61-67. The latter region has been previously shown by deletion mutagenesis and crystallography to play a crucial role in the binding of HCII to thrombin exosite 1. CONCLUSIONS: Assuming that the KD value for HCII 1-75 of 330-340 nM faithfully predicts that of this region in intact HCII, and that 1-75 binding to exosite 1 is GAG-dependent, our results support a model in which thrombin first binds to GAGs, followed by HCII addition to the ternary complex and release of HCII 1-75 for exosite 1 binding and serpin mechanism inhibition. They further suggest that, in isolated or transferred form, the entire HCII 1-75 region is required to ensure maximal binding of thrombin exosite 1.
Resumen tomado de PubMed (NCBI) para el registro citado, en el idioma original. La versión de referencia es la de la publicación original.
El resumen se deja sin traducir para conservar la redacción original de los autores.
Síntesis
El estudio expresó en E. coli HCII 1-75 (cofactor II de heparina) con etiqueta de hexahistidina. HCII 1-75 inmovilizado unió α-trombina y trombina FPR-ck o S195A, pero no γT-trombina; KD 330-340 nM (α- y FPR-ck-trombina). Compitió por la unión a trombina con mayor eficacia que HCII 54-75 pero menor que el dodecapéptido C-terminal de hirudina (Ki medios 2,6; 8,5 y 0,29 μM). Los autores sugieren que la región 1-75 completa es necesaria para la unión máxima al exosito 1.
Contexto
Este estudio expresó y caracterizó la extensión N-terminal completa (residuos 1-75) del cofactor II de heparina como ligando del exosito 1 de la trombina, encontrando que se unía a la α-trombina con valores de KD de 330-340 nM, y que la región 1-75 completa era necesaria para una eficacia máxima de unión. El dodecapéptido C-terminal de la hirudina sirvió como ligando de comparación, demostrando una inhibición competitiva superior (Ki media de ~0.29 μM frente a 2.6 μM para HCII 1-75) en ensayos de unión a trombina. El trabajo es bioquímico y carece de componente in vivo.
Compuestos relacionados del registro de la ASH
Moléculas de la sanguijuela y fármacos derivados de la hirudina relacionados con el tema de este artículo, cada uno con un perfil completo en el registro de compuestos de la ASH:
Citación
Referencia (estilo Vancouver)
Boyle AJ, Roddick LA, Bhakta V, Lambourne MD, Junop MS, Liaw PC, et al. The complete N-terminal extension of heparin cofactor II is required for maximal effectiveness as a thrombin exosite 1 ligand. BMC Biochem. 2013;14:6. doi:10.1186/1471-2091-14-6. PMID: 23496873
Los datos bibliográficos (autores, volumen, páginas, DOI) proceden del registro de PubMed.
Contexto clínico relacionado
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