Электростатическое наведение и ионное заякоривание при образовании комплексов тромбин–гирудин: роль анионсвязывающего экзосайта I тромбина

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.

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.

Сайт-направленный мутагенез каждого экспонированного основного остатка анионсвязывающего экзосайта I тромбина показал, что вклад остатков в энергию связывания гирудина варьирует от 1,9 кДж/моль (Lys110) до 15,3 кДж/моль (Arg73), что согласуется с кристаллической структурой комплекса. С комплементарными мутантами гирудина (h-D55N, h-E57Q, h-E58Q) рассчитаны энергии сцепления: высокая кооперативность у пар h-Asp55/Arg73 (2,4 кДж/моль), h-Glu57/Arg75 (2,3) и h-Glu57/Arg77a (2,7) при низкой у h-Asp55/Lys149e (0,6) и h-Glu58/Arg77a (0,9). Остальные остатки вносят малый, но совокупно важный вклад в положительное электростатическое поле, обеспечивающее наведение гирудина.

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 →