Sociedad Americana de Hirudoterapia

Entry from the Lipid Bilayer: A Possible Pathway for Inhibition of a Peptide G Protein-Coupled Receptor by a Lipophilic Small Molecule

Research article published in Biochemistry (2018)

Última actualización: June 18, 2026Revisado por: ASH Editorial Board
Research article — evidence reviewArticle reference
Evidence: Research reportFarmacología salivalBokoch et al. · Biochemistry, 2018

Abstract

The pathways that G protein-coupled receptor (GPCR) ligands follow as they bind to or dissociate from their receptors are largely unknown. Protease-activated receptor-1 (PAR1) is a GPCR activated by intramolecular binding of a tethered agonist peptide that is exposed by thrombin cleavage. By contrast, the PAR1 antagonist vorapaxar is a lipophilic drug that binds in a pocket almost entirely occluded from the extracellular solvent. The binding and dissociation pathway of vorapaxar is unknown. Starting with the crystal structure of vorapaxar bound to PAR1, we performed temperature-accelerated molecular dynamics simulations of ligand dissociation. In the majority of simulations, vorapaxar exited the receptor laterally into the lipid bilayer through openings in the transmembrane helix (TM) bundle. Prior to full dissociation, vorapaxar paused in metastable intermediates stabilized by interactions with the receptor and lipid headgroups. Derivatives of vorapaxar with alkyl chains predicted to extend between TM6 and TM7 into the lipid bilayer inhibited PAR1 with apparent on rates similar to that of the parent compound in cell signaling assays. These data are consistent with vorapaxar binding to PAR1 via a pathway that passes between TM6 and TM7 from the lipid bilayer, in agreement with the most consistent pathway observed by molecular dynamics. While there is some evidence of entry of the ligand into rhodopsin and lipid-activated GPCRs from the cell membrane, our study provides the first such evidence for a peptide-activated GPCR and suggests that metastable intermediates along drug binding and dissociation pathways can be stabilized by specific interactions between lipids and the ligand.

Abstract sourced from PubMed (NCBI) for the cited record. See the original publication for the authoritative version.

Publication typeJournal ArticleResearch Support, N.I.H., ExtramuralResearch Support, Non-U.S. Gov'tVideo-Audio Media
Indexed MeSH termsAnimalsBinding SitesFibroblastsHumansLactonesLigandsLipid BilayersMolecular Dynamics SimulationMolecular StructurePhosphatidylcholinesProtein BindingProtein Conformation

Resumen

Peer-reviewed research on leech salivary compounds and their pharmacology. Indexed in PubMed and verified against the NCBI record.

Por qué esto importa para la hirudoterapia

Utilizando la estructura cristalina del fármaco antitrombótico vorapaxar unido al receptor activado por proteasas-1 (PAR1), junto con simulaciones de dinámica molecular acelerada por temperatura y ensayos de señalización celular, este estudio descubrió que el antagonista lipofílico de PAR1 probablemente entra y sale de su bolsillo de unión de forma lateral a través de la bicapa lipídica entre las hélices transmembrana 6 y 7, deteniéndose en intermediarios estabilizados por lípidos. Para el contexto farmacológico de la hirudoterapia es tangencialmente útil: PAR1 es el receptor de trombina en las plaquetas, y la inhibición de la trombina es precisamente la acción de la proteína característica de la sanguijuela, hirudin, por lo que el artículo ilustra cómo el mismo eje de coagulación al que se dirigen los anticoagulantes de la sanguijuela también puede ser modulado por moléculas pequeñas con tropismo por membranas. Advertencia honesta: se trata de farmacología estructural in vitro y computacional sobre un fármaco sintético y un mecanismo de receptor no relacionado; no implica ningún compuesto derivado de sanguijuelas ni ninguna afirmación clínica o terapéutica sobre la hirudoterapia.

Citación

Entry from the Lipid Bilayer: A Possible Pathway for Inhibition of a Peptide G Protein-Coupled Receptor by a Lipophilic Small Molecule.

Bokoch et al. · Biochemistry, 2018

Contexto clínico relacionado

Añadido a la biblioteca ASH: May 28, 2026 · Última actualización del sitio: June 18, 2026

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