Probing intermolecular backbone H-bonding in serine proteinase-protein inhibitor complexes
Research article published in Chemistry & biology (1999)
Abstract
BACKGROUND: Intermolecular backbone H-bonding (N-H.O=C) is a common occurrence at the interface of protein-protein complexes. For instance, the amide NH groups of most residues in the binding loop of eglin c, a potent serine proteinase inhibitor from the leech Hirudo medicinalis, are H-bonded to the carbonyl groups of residues in the target enzyme molecules such as chymotrypsin, elastase and subtilisins. We sought to understand the energetic significance of these highly conserved backbone-backbone H-bonds in the enzyme-inhibitor complexes. RESULTS: We synthesized an array of backbone-engineered ester analogs of eglin c using native chemical ligation to yield five inhibitor proteins each containing a single backbone ester bond from P3 to P2' (i.e. -CONH-to -COO-). The structure at the ligation site (P6-P5) is essentially unaltered as shown by a high-resolution analysis of the subtilisin-BPN'-eglin c complex. The free-energy changes (DeltaDeltaGNH-->O) associated with the binding of ester analogs at P3, P1 and P2' with bovine alpha-chymotrypsin, subtilisin Carlsberg and porcine pancreatic elastase range from 0-4.5 kcal/mol. Most markedly, the NH-->O substitution at P2 not only stabilizes the inhibitor but also enhances binding to the enzymes by as much as 500-fold. CONCLUSIONS: Backbone H-bond contributions are context dependent in the enzyme-eglin c complexes. The interplay of rigidity and adaptability of the binding loop of eglin c seems to play a prominent role in defining the binding action.
Abstract sourced from PubMed (NCBI) for the cited record. See the original publication for the authoritative version.
Резюме
Intermolecular backbone H-bonding (N-H.O=C) is a common occurrence at the interface of protein-protein complexes.
Почему это важно для гирудотерапии
В данном исследовании была использована нативная химическая лигация для синтеза модифицированных по остову эфирных аналогов eglin c — мощного ингибитора сериновых протеиназ из пиявки Hirudo medicinalis — с целью изучения энергетического вклада межмолекулярных водородных связей остова на интерфейсе фермент-ингибитор. Пять эфирных аналогов с единичными модификациями остова от P3 до P2' были протестированы против бычьего α-химотрипсина, субтилизина Carlsberg и панкреатической эластазы свиньи, что выявило зависящие от контекста изменения свободной энергии (0–4,5 ккал/моль) и примечательное 500-кратное усиление связывания в результате одной замены NH→O в позиции P2. Это имеет прямое отношение к сфере ASH, поскольку предоставляет детальное представление на молекулярном уровне о механизме связывания ингибитора протеиназ пиявочного происхождения. Ограничение состоит в том, что это чисто in vitro структурное и биофизико-химическое исследование, в котором непосредственно не рассматриваются терапевтические или клинические аспекты; результаты касаются фундаментальной энергетики белок-белковых взаимодействий, а не применения в гирудотерапии.
Цитирование
Probing intermolecular backbone H-bonding in serine proteinase-protein inhibitor complexes
Lu W et al. · Chemistry & biology, 1999
Связанный клинический контекст
Узнайте, как это исследование связано с клинической практикой
Добавлено в библиотеку ASH: May 27, 2026 · Последнее обновление сайта: 18 июня 2026 г.