Biotechnological production of recombinant analogs of hirudin-1 from Hirudo medicinalis
Research article published in Bioorganicheskaia khimiia (2012)
Resumen
Hirudin-1 is a highly selective inhibitor of thrombin secreted by salivary glands of the medicinal leech Hirudo medicinalis. This direct anticoagulant is used for the treatment and prevention of disorders in blood coagulation system. Apart from the existing recombinant analog of hirudin-1 (63-desulfatohirudin-1, desirudin) its modified analogs possessing higher activity and stability are of medical value. In this study artificial genes of hirudin and two its analogs (hirudin-1, [Leu1, Thr2]-hirudin-1 and [Leu1, Thr2]-hirudin-1/3) were synthesized and cloned in an expression vector pTWIN1 in frame with the gene of mini-intein SspDnaB from Synechocystis sp. Producing strains of the corresponding fusion proteins were constructed using E. coli strain ER2566. Biotechnological schemes for the production of 63-desulfatohirudin-1 and its analogs were developed. The scheme includes the following stages: isolation of the fusion protein after the desintegration of the cell biomass, refolding of the target peptide within the fusion protein, pH-inducible cleavage of the fusion protein, and chromatographic purification of the target product. Antithrombotic activity of the obtained peptides was determined by a standard amidolytic assay. The developed methods for the production of 63-desulfatohirudin-1, [Leu1, Thr2]-desulfatohirudin-1 [Leu1, Thr2]-desulfatohirudin-1/3 allowed to obtain these peptides with high yields (14, 25 and 24 mg per liter of cell culture respectively) and high activity (13423, 33333 and 19802 ATU/mg respectively).
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
E. coli-based production of 63-desulfatohirudin-1 and two analogs ([Leu1, Thr2]- and [Leu1, Thr2]-1/3) yielded peptides with antithrombotic activities of 13,423, 33,333 and 19,802 ATU/mg at 14, 25 and 24 mg per liter of cell culture, respectively.
Por qué esto importa para la hirudoterapia
Este estudio diseñó genes artificiales para hirudin-1 y dos análogos modificados ([Leu1,Thr2]-hirudin-1 y [Leu1,Thr2]-hirudin-1/3), los expresó como proteínas de fusión mini-intein en E. coli y desarrolló un esquema de purificación en varias etapas que produjo los péptidos a 14, 25 y 24 mg por litro de cultivo con alta actividad antitrombótica (amidolítica). Es directamente relevante para la historia de descubrimiento de fármacos del secretoma de la sanguijuela medicinal: hirudin, el inhibidor selectivo de trombina de la sanguijuela, ya ha dado lugar al anticoagulante recombinante desirudina, y este trabajo muestra cómo las moléculas derivadas de la sanguijuela pueden ser reingenieradas para una mayor actividad y estabilidad y fabricarse biotecnológicamente en lugar de ser recolectadas de las sanguijuelas. Aviso: esto es biotecnología preclínica y solo pruebas de actividad in vitro; demuestra el rendimiento de producción y la actividad enzimática, no la seguridad o la eficacia clínica en pacientes.
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Citación
Biotechnological production of recombinant analogs of hirudin-1 from Hirudo medicinalis
Kostromina MA et al. · Bioorganicheskaia khimiia, 2012
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