Полное N-концевое расширение кофактора II гепарина необходимо для максимальной эффективности в качестве лиганда экзосайта 1 тромбина

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.

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.

Авторы изучали роль N-концевого кислого расширения HCII (1–75) кофактора II гепарина во взаимодействии с экзосайтом 1 тромбина. HCII 1–75, экспрессированный в E. coli, связывал α-тромбин и FPR-ck- или S195A-тромбин, но не γT-тромбин (KD 330–340 нМ для α- и FPR-ck-тромбина). В конкурентном связывании HCII 1–75 превосходил HCII 54–75, но уступал С-концевому додекапептиду гирудина (средние Ki 2,6, 8,5 и 0,29 мкМ); HCII 1–53 эффекта не оказывал. Данные позволяют предположить, что максимальное связывание экзосайта 1 тромбина требует всего участка 1–75.

Узнайте, как это исследование связано с клинической практикой

Другие рецензируемые исследования в разделе «Геномика и протеомика».

• Leech Salivary Proteome and Transcriptome: 434 Deduced Protein Sequences — Liu Z, Tong X, Su Y, et al. (2019)
• Medicinal Leech Draft Genome — Anticoagulant Gene Survey — Kvist S, Manzano-Marín A, de Carle D, Trontelj P, Siddall ME (2020)
• Лечение пиявками (Hirudo medicinalis) ослабляет повреждения яичка, вызванные ишемией/реперфузией яичка, на экспериментальной модели у животных — Davoodi F et al. (2021)
• Новый антикоагулянтный белок из медицинской пиявки — Manuvera V et al. (2024)
• AIF-1 и RNASET2 играют комплементарные роли во врождённом иммунном ответе медицинской пиявки — Baranzini N et al. (2019)
• Антимикробные пептиды медицинской пиявки, не обладающие токсичностью, — перспективная альтернативная стратегия борьбы с патогенами, устойчивыми к антибиотикам — Grafskaia E et al. (2019)
• Структурные основы тромболитической активности дестабилазы медицинской пиявки — Marin E et al. (2023)
• Геном медицинской пиявки (Whitmania pigra) и сравнительное геномное исследование для поиска биологически активных веществ — Tong L et al. (2022)
• ЦНС медицинской пиявки как модель изучения экзосом во взаимодействии между микроглией и нейронами — Raffo-Romero A et al. (2018)
• Транскриптомное профилирование и первый анализ пространственной экспрессии генов-кандидатов в слюнной железе восточноазиатской медицинской пиявки Hirudo nipponia — Kim J et al. (2024)

Все исследования, проанализированные ASH →