Американское общество гирудотерапии

Electrostatic steering and ionic tethering in the formation of thrombin-hirudin complexes: the role of the thrombin anion-binding exosite-I

Research article published in Biochemistry (2001)

Последнее обновление: 18 июня 2026 г.Рецензент: ASH Editorial Board
Научная статья — обзор доказательных данныхСсылка на статью
Evidence: Research reportРазработка лекарственных препаратовФармакология секрета слюнных желёзMyles T et al. · Biochemistry, 2001

Abstract

Electrostatic interactions between the thrombin anion-binding exosite-I (ABE-I) and the hirudin C-terminal tail play an important role in the formation of the thrombin-hirudin inhibitor complex and serves as a model for the interactions of thrombin with its many other ligands. The role of each solvent exposed basic residue in ABE-I (Arg(35), Lys(36), Arg(67), Arg(73), Arg(75), Arg(77a), Lys(81), Lys(109), Lys(110), and Lys(149e)) in electrostatic steering and ionic tethering in the formation of thrombin-hirudin inhibitor complexes was explored by site directed mutagenesis. The contribution to the binding energy (deltaG(degrees)b) by each residue varied from 1.9 kJ mol(-)(1) (Lys(110)) to 15.3 kJ mol(-1) (Arg(73)) and were in general agreement to their observed interactions with hirudin residues in the thrombin-hirudin crystal structure [Rydel, T. J., Tulinsky, A., Bode, W., and Huber, R. (1991) J. Mol. Biol. 221, 583-601]. Coupling energies (delta deltaG(degrees) int) were calculated for the major ion-pair interactions involved in ionic tethering using complementary hirudin mutants (h-D55N, h-E57Q, and h-E58Q). Cooperativity was seen for the h-Asp(55)/Arg(73) ion pair (2.4 kJ mol(-1)); however, low coupling energies for h-Asp(55)/Lys(149e) (deltadeltaG(degrees)int 0.6 kJ mol(-1)) and h-Glu(58)/Arg(77a) (deltadeltaG(degrees)int 0.9 kJ mol(-1)) suggest these are not major interactions, as anticipated by the crystal structure. Interestingly, high coupling energies were seen for the intermolecular ion-pair h-Glu(57)/Arg(75) (deltadeltaG(degrees)int 2.3 kJ mol(-1)) and for the solvent bridge h-Glu(57)/Arg(77a) (deltadeltaG(degrees)int 2.7 kJ mol(-1)) indicating that h-Glu(57) interacts directly with both Arg(75) and Arg(77a) in the thrombin-hirudin inhibitor complex. The remaining ABE-I residues that do not form major contacts in tethering the C-terminal tail of hirudin make small but collectively important contributions to the overall positive electrostatic field generated by ABE-I important in electrostatic steering.

Abstract sourced from PubMed (NCBI) for the cited record. See the original publication for the authoritative version.

Publication typeJournal ArticleResearch Support, Non-U.S. Gov't
Indexed MeSH termsAmino Acid SubstitutionAmino AcidsAnionsAntithrombinsBinding, CompetitiveChromogenic CompoundsDipeptidesHirudinsHumansHydrolysisKineticsMacromolecular Substances

Резюме

Electrostatic interactions between the thrombin anion-binding exosite-I (ABE-I) and the hirudin C-terminal tail play an important role in the formation of the thrombin-hirudin inhibitor complex and serves as a model for the interactions of thrombin with its many other ligands.

Почему это важно для гирудотерапии

В данном исследовании с помощью сайт-направленного мутагенеза изучалось, как отдельные основные остатки в анион-связывающем экзосайте-I тромбина способствуют электростатическому наведению и ионному связыванию в ингибиторном комплексе тромбин-гирудин, с количественной оценкой вкладов в энергию связывания и энергий сопряжения для ключевых взаимодействий ионных пар. Гирудин — мощный прямой ингибитор тромбина, естественно секретируемый медицинскими пиявками, что делает данный детальный структурно-энергетический анализ непосредственно значимым для понимания прототипического антикоагулянта из секретома пиявок и обоснования клинически применяемых терапевтических аналогов на основе гирудина. Результаты проясняют, какие контакты в комплексе тромбин-гирудин наиболее значимы энергетически, предоставляя механистические данные, которые могут служить ориентиром для совершенствования стратегий применения пиявочных антикоагулянтов. Однако это биохимическое исследование молекулярных взаимодействий связывания; оно не затрагивает клинические исходы, терапевтическое дозирование или эффективность гирудотерапии in vivo.

Цитирование

Electrostatic steering and ionic tethering in the formation of thrombin-hirudin complexes: the role of the thrombin anion-binding exosite-I

Myles T et al. · Biochemistry, 2001

Связанный клинический контекст

Добавлено в библиотеку ASH: May 27, 2026 · Последнее обновление сайта: 18 июня 2026 г.

Этот сайт предоставляет образовательную информацию и не является медицинской консультацией, диагнозом или рекомендацией по лечению. Гирудотерапия сопряжена с клинически значимыми рисками и должна проводиться только квалифицированными клиницистами в рамках институционально утверждённых протоколов. Разрешение FDA 510(k) для медицинских пиявок ограничено определёнными показаниями; обсуждения исследовательского и нелицензионного применения отмечены соответствующим образом. Для индивидуальных медицинских рекомендаций обратитесь к квалифицированному медицинскому специалисту.