Кристаллическая структура антикоагулянтного варианта тромбина E217K проливает свет на аллостерию тромбина

Thrombin is the ultimate protease of the blood clotting cascade and plays a major role in its own regulation. The ability of thrombin to exhibit both pro- and anti-coagulant properties has spawned efforts to turn thrombin into an anticoagulant for therapeutic purposes. This quest culminated in the identification of the E217K variant through scanning and saturation mutagenesis. The antithrombotic properties of E217K thrombin are derived from its inability to convert fibrinogen to a fibrin clot while maintaining its thrombomodulin-dependent ability to activate the anticoagulant protein C pathway. Here we describe the 2.5-A crystal structure of human E217K thrombin, which displays a dramatic restructuring of the geometry of the active site. Of particular interest is the repositioning of Glu-192, which hydrogen bonds to the catalytic Ser-195 and which results in the complete occlusion of the active site and the destruction of the oxyanion hole. Substrate binding pockets are further blocked by residues previously implicated in thrombin allostery. We have concluded that the E217K mutation causes the allosteric inactivation of thrombin by destabilizing the Na(+) binding site and that the structure thus may represent the Na(+)-free, catalytically inert "slow" form.

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.

Описана кристаллическая структура (2,5 Å) антикоагулянтного варианта тромбина человека E217K, полученного сканирующим и сатурационным мутагенезом и не способного превращать фибриноген в фибрин, но сохраняющего тромбомодулин-зависимую активацию протеина С. Структура выявила драматическую перестройку активного центра: репозиционирование Glu-192, образующего водородную связь с каталитическим Ser-195, полное закрытие активного центра и разрушение оксианионовой дыры; субстрат-связывающие карманы блокированы остатками, участвующими в аллостерии тромбина. Авторы заключают, что мутация E217K аллостерически инактивирует тромбин, дестабилизируя сайт связывания Na+, и структура может представлять Na+-свободную каталитически инертную «медленную» форму.

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 →