Американское общество гирудотерапии

The Na+ binding channel of human coagulation proteases: novel insights on the structure and allosteric modulation revealed by molecular surface analysis.

Research article published in Biophysical chemistry (2005)

Последнее обновление: June 18, 2026Рецензент: ASH Editorial Board
Научная статья — обзор доказательных данныхСсылка на статью
Evidence: Research reportРазработка лекарственных препаратовФармакология секрета слюнных желёзSilva et al. · Biophysical chemistry, 2005

Abstract

Thrombovascular diseases result from imbalanced haemostasis and comprise important health problems in the aging population worldwide. The activity of enzymes pertaining to the coagulation cascade of mammalians exhibit several control mechanisms in order to maintain a proper balance between bleeding and thrombosis. For instance, human coagulation serine proteases carrying a F225 or Y225 are allosteric modulated by the binding of Na+ in a water-filled channel connected to the primary specificity pocket (S1 subsite) of these enzymes. We have characterized the structure, topography and lipophilicity of this channel in the ligand-free fast (sodium-bound) and slow (sodium-free) forms of thrombin, in the sole available structure of activated protein C and in several structures of the coagulation factors VIIa, IXa and Xa, differing in the nature of the bound inhibitor and in the occupancy of exosite-I as well as the Ca2+ and Na+ binding sites. Opposite to thrombin, the aqueous channels in all other coagulation enzymes sheltering a Na+ binding site do not have an aperture on the enzyme surface opposite to the S1 subsite entrance. In these enzymes, the lack of the three-residue insertion in loop 1 (183-189) as found in thrombin allied to compensatory mutations in the positions 187-185 and 222 effects a constriction in the water-filled channel that ends up by segregating the ion binding site from the S1 subsite. We also disclosed major topographical changes on the thrombin's surface upon sodium release and transition to the slow form that culminate in the narrowing of the S1 subsite entrance and, strikingly, in the loss of communication between the primary specificity pocket and the exosite-I. Such observation is in accordance with existing experimental data demonstrating thermodynamic linkage between these distant regions on the thrombin surface. Conformational changes in F34, L40, R73 and T74 were the main responsible for this effect. A path by which these changes in the vicinity of exosite-I could be transmitted to the S1 subsite and, consequently, to the sodium binding site is proposed.

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 termsAllosteric RegulationAmino Acid SequenceAquaporinsBinding SitesBlood CoagulationCalciumFactor IXaFactor VIIaFactor XaHumansModels, MolecularMolecular Sequence Data

Резюме

Thrombovascular diseases result from imbalanced haemostasis and comprise important health problems in the aging population worldwide. The activity of enzymes pertaining to the coagulation cascade of mammalians exhibit several control mechanisms in order to maintain a proper balance between bleeding and thrombosis.

Почему это важно для гирудотерапии

Данное структурное исследование использовало молекулярный поверхностный анализ для характеристики Na+-связывающего канала в сериновых протеазах свёртывания крови человека — тромбине, активированном протеине C и факторах VIIa, IXa и Xa, — и показало, что тромбин уникален тем, что имеет апертуру, соединяющую натриевый канал с поверхностью фермента, а высвобождение натрия вызывает крупные топографические изменения, включая утрату коммуникации между S1-субсайтом и экзосайтом-I. Данная работа косвенно релевантна для гирудотерапии, поскольку тромбин является основной мишенью гирудина — ключевого антикоагулянта секретома пиявки, а понимание аллостерической архитектуры тромбина объясняет, как гирудин и родственные пептиды взаимодействуют с ферментом. Ограничение состоит в том, что исследование не включает молекул, полученных из пиявки, не включает гирудина или компонентов секретома и носит исключительно структурно-биохимический характер без какой-либо терапевтической составляющей.

Цитирование

The Na+ binding channel of human coagulation proteases: novel insights on the structure and allosteric modulation revealed by molecular surface analysis.

Silva et al. · Biophysical chemistry, 2005

Связанный клинический контекст

Добавлено в библиотеку ASH: May 28, 2026 · Последнее обновление сайта: June 18, 2026

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.