Молекулярные основы активации медленного тромбина тромбомодулином

BACKGROUND: Coagulation is a highly regulated process where the ability to prevent blood loss after injury is balanced against the maintenance of blood fluidity. Thrombin is at the center of this balancing act. It is the critical enzyme for producing and stabilizing a clot, but when complexed with thrombomodulin (TM) it is converted to a powerful anticoagulant. Another cofactor that may play a role in determining thrombin function is the monovalent cation Na(+). Its apparent affinity suggests that half of the thrombin generated is in a Na(+)-free 'slow' state and half is in a Na(+)-coordinated 'fast' state. While slow thrombin is a poor procoagulant enzyme, when complexed to TM it is an effective anticoagulant. METHODS: To better understand this molecular transformation we solved a 2.4 A structure of thrombin complexed with EGF domains 4-6 of TM in the absence of Na(+) and other cofactors or inhibitors. RESULTS: We find that TM binds as previously observed, and that the thrombin component resembles structures of the fast form. The Na(+) binding loop is observed in a conformation identical to the Na(+)-bound form, with conserved water molecules compensating for the missing ion. Using the fluorescent probe p-aminobenzamidine we show that activation of slow thrombin by TM principally involves the opening of the primary specificity pocket. CONCLUSIONS: These data show that TM binding alters the conformation of thrombin in a similar manner as Na(+) coordination, resulting in an ordering of the Na(+) binding loop and an opening of the adjacent S1 pocket. We conclude that other, more subtle subsite changes are unlikely to influence thrombin specificity toward macromolecular substrates.

Аннотация взята из PubMed (NCBI) для цитируемой записи и приводится на языке оригинала. Авторитетной является версия в исходной публикации.

Аннотация оставлена без перевода, чтобы сохранить собственные формулировки авторов.

Тромбин в комплексе с тромбомодулином (ТМ) превращается из ключевого фермента свёртывания в антикоагулянт. Авторы получили кристаллическую структуру комплекса тромбина с EGF-доменами 4–6 ТМ с разрешением 2,4 Å в отсутствие Na⁺ и других кофакторов. В комплексе тромбин по конформации соответствует «быстрой» форме: Na⁺-связывающая петля упорядочена, а отсутствующий ион компенсирован консервативными молекулами воды. С помощью флуоресцентного зонда п-аминобензамидина показано, что активация медленного тромбина ТМ заключается главным образом в открытии первичного специфичного кармана; связывание ТМ, подобно координации Na⁺, упорядочивает Na⁺-петлю и открывает S1-карман.

Узнайте, как это исследование связано с клинической практикой

Другие рецензируемые исследования в разделе «Разработка лекарственных препаратов».

• Гирудотерапия в медицине и стоматологии — Jha K et al. (2015)
• Лечение пиявками: история — Hyson J (2005)
• Гирудины азиатской медицинской пиявки Hirudinaria manillensis: те же, но другие — Lukas P et al. (2019)
• Транскриптомный анализ слюнной железы медицинской пиявки Hirudo nipponia — Lu Z et al. (2018)
• Молекулярно-динамические и фармакологические исследования вариантов гирудина Hirudinaria manillensis и Hirudo medicinalis, созданных методами белковой инженерии — Sun Y et al. (2022)
• Бесклеточный синтез варианта 1 гирудина кровососущей пиявки Hirudo medicinalis — Wüstenhagen D et al. (2020)
• Получение вариантов гирудина с помощью генно-инженерной микробной фабрики — Zhang J, Lan N (2018)
• Гирудин при гепарин-индуцированной тромбоцитопении — Lubenow N, Greinacher A (2002)
• Гирудин ослабляет диабетическую нефропатию путём ингибирования Gsdmd-опосредованного пироптоза — Han J et al. (2023)
• Гирудин как альтернативный антикоагулянт: исторический обзор — Markwardt F (2002)

Все исследования, проанализированные ASH →