От гемадина к геманорму: синтез и характеристика полноразмерного гемадина из пиявки Haemadipsa sylvestris и нового бивалентного высокоактивного ингибитора тромбина (геманорм)

Hirudin from Hirudo medicinalis is a bivalent α-Thrombin (αT) inhibitor, targeting the enzyme active site and exosite-I, and is currently used in anticoagulant therapy along with its simplified analogue hirulog. Haemadin, a small protein (57 amino acids) isolated from the land-living leech Haemadipsa sylvestris, selectively inhibits αT with a potency identical to that of recombinant hirudin (KI  = 0.2 pM), with which it shares a common disulfide topology and overall fold. At variance with hirudin, haemadin targets exosite-II and therefore (besides the free protease) it also blocks thrombomodulin-bound αT without inhibiting the active intermediate meizothrombin, thus offering potential advantages over hirudin. Here, we produced in reasonably high yields and pharmaceutical purity (>98%) wild-type haemadin and the oxidation resistant Met5 → nor-Leucine analogue, both inhibiting αT with a KI of 0.2 pM. Thereafter, we used site-directed mutagenesis, spectroscopic, ligand-displacement, and Hydrogen/Deuterium Exchange-Mass Spectrometry techniques to map the αT regions relevant for the interaction with full-length haemadin and with the synthetic N- and C-terminal peptides Haem(1-10) and Haem(45-57). Haem(1-10) competitively binds to/inhibits αT active site (KI  = 1.9 μM) and its potency was enhanced by 10-fold after Phe3 → β-Naphthylalanine exchange. Conversely to full-length haemadin, haem(45-57) displays intrinsic affinity for exosite-I (KD  = 1.6 μM). Hence, we synthesized a peptide in which the sequences 1-9 and 45-57 were joined together through a 3-Glycine spacer to yield haemanorm, a highly potent (KI  = 0.8 nM) inhibitor targeting αT active site and exosite-I. Haemanorm can be regarded as a novel class of hirulog-like αT inhibitors with potential pharmacological applications.

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.

Гемадин — 57-аминокислотный белок наземной пиявки Haemadipsa sylvestris — избирательно ингибирует α-тромбин (KI = 0,2 пМ), в отличие от гирудина связывая экзосайт-II. Получены с высоким выходом и чистотой >98 % нативный гемадин и устойчивый к окислению аналог Met5→норлейцин, оба с KI = 0,2 пМ. N-концевой пептид Haem(1-10) конкурентно ингибирует активный центр (KI = 1,9 мкМ), C-концевой Haem(45-57) связывает экзосайт-I (KD = 1,6 мкМ). Соединение фрагментов 1-9 и 45-57 глициновым линкером из трёх остатков дало бивалентный геманорм (KI = 0,8 нМ) с потенциальным фармакологическим применением.

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 →