Конструирование остатков P1' и P3' тривалентных ингибиторов тромбина и их кристаллические структуры
Design of P1' and P3' residues of trivalent thrombin inhibitors and their crystal structures.
Экспериментальное биохимическое исследование в журнале Biochemistry (2000)
Аннотация
Synthetic bivalent thrombin inhibitors comprise an active site blocking segment, a fibrinogen recognition exosite blocking segment, and a linker connecting these segments. Possible nonpolar interactions of the P1' and P3' residues of the linker with thrombin S1' and S3' subsites, respectively, were identified using the "Methyl Scan" method [Slon-Usakiewicz et al. (1997) Biochemistry 36, 13494-13502]. A series of inhibitors (4-tert-butylbenzenesulfonyl)-Arg-(D-pipecolic acid)-Xaa-Gly-Yaa-Gly-betaAla-Asp-Tyr-Glu-Pro-Ile-Pro-Glu-Glu-Ala- (be ta-cyclohexylalanine)-(D-Glu)-OH, in which nonpolar P1' residue Xaa or P3' residue Yaa was incorporated, were designed and improved the affinity to thrombin. Substitution of the P3' residue with D-phenylglycine or D-Phe improved the K(i) value to (9.5 +/- 0.6) x 10(-14) or 1.3 +/- 0.5 x 10(-13) M, respectively, compared to that of a reference inhibitor with Gly residues at Xaa and Yaa residues (K(i) = (2.4 +/- 0.5) x 10(-11) M). Similarly, substitution of the P1' residue with L-norleucine or L-beta-(2-thienyl)alanine lowered the K(i) values to (8.2 +/- 0.6) x 10(-14) or (5.1 +/- 0.4) x 10(-14) M, respectively. The linker Gly-Gly-Gly-betaAla of the inhibitors in the previous sentence was simplified with 12-aminododecanoic acid, resulting in further improvement of the K(i) values to (3.8 +/- 0.6) x 10(-14) or (1.7 +/- 0.4) x 10(-14) M, respectively. These K(i) values are equivalent to that of natural hirudin (2.2 x 10(-14) M), yet the size of the synthetic inhibitors (2 kD) is only one-third that of hirudin (7 kD). Two inhibitors, with L-norleucine or L-beta-(2-thienyl)alanine at the P1' residue and the improved linker of 12-aminododecanoic acid, were crystallized in complex with human alpha-thrombin. The crystal structures of these complexes were solved and refined to 2.1 A resolution. The Lys(60F) side chain of thrombin moved significantly and formed a large nonpolar S1' subsite to accommodate the bulky P1' residue.
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.
Резюме
Сконструированы синтетические ингибиторы тромбина с неполярными остатками в позициях P1' и P3' линкера. Замена остатка P3' на D-фенилглицин улучшила Ki с (2,4±0,5)·10⁻¹¹ М у референсного ингибитора до (9,5±0,6)·10⁻¹⁴ М, а замена P1' на L-норлейцин с упрощением линкера 12-аминододекановой кислотой — до (3,8±0,6)·10⁻¹⁴ М. Аффинность сопоставима с гирудином (Ki = 2,2·10⁻¹⁴ М), хотя синтетические молекулы (2 кДа) втрое меньше гирудина (7 кДа). Кристаллические структуры двух комплексов с α-тромбином расшифрованы с разрешением 2,1 Å; боковая цепь Lys60F сместилась, образуя неполярный карман S1'.
Почему это важно для гирудотерапии
В данном исследовании были разработаны и протестированы синтетические бивалентные ингибиторы тромбина с оптимизацией остатков P1' и P3' в линкерной области для повышения аффинности связывания. Замены, такие как D-фенилглицин в положении P3' или L-норлейцин и L-β-(2-тиенил)аланин в положении P1', дали значения Ki в диапазоне ~10⁻¹³–10⁻¹⁴ М. С упрощённым линкером на основе 12-аминододекановой кислоты варианты с L-β-(2-тиенил)аланином и L-норлейцином достигли значений Ki ~1,7 × 10⁻¹⁴ М и ~3,8 × 10⁻¹⁴ М соответственно — сопоставимых с природным гирудином (Ki = 2,2 × 10⁻¹⁴ М) при молекулярной массе, составляющей одну треть (~2 кДа против 7 кДа). Кристаллические структуры двух комплексов ингибитор–тромбин были расшифрованы с разрешением 2,1 Å. Для ASH гирудин фигурирует как референсный показатель потентности; однако данное исследование относится к структурной биологии и медицинской химии и не включает ни пиявок, ни гирудотерапию, ни данные in vivo.
Связанные соединения в реестре ASH
Молекулы из пиявки и препараты на основе гирудина, связанные с темой данной статьи; у каждого есть полный профиль в реестре соединений ASH:
Цитирование
Design of P1' and P3' residues of trivalent thrombin inhibitors and their crystal structures.
Slon-Usakiewicz et al. · Biochemistry, 2000
Связанный клинический контекст
Узнайте, как это исследование связано с клинической практикой
Похожие исследования
Другие рецензируемые исследования в разделе «Разработка лекарственных препаратов».
- Novel Leech Antimicrobial Peptides — Hirunipins — Kumar et al. (2025)
- Medicinal Leech Draft Genome — Anticoagulant Gene Survey — Kvist S, Manzano-Marín A, de Carle D, Trontelj P, Siddall ME (2020)
- Влияние гирудотерапии на функции печени, липидный профиль и чувствительность к инсулину у крыс с метаболическим синдромом — Bilden A et al. (2026)
- Гирудотерапия в медицине и стоматологии — Jha K et al. (2015)
- Лечение медицинскими пиявками (гирудотерапия): краткий обзор — Singh A (2010)
- Гирудотерапия при ранней пресбиакузии у ликвидаторов аварии на Чернобыльской АЭС в поставарийные годы — Zabolotnyi D, Mishchanchuk N (2019)
- Изучение оксидантно-антиоксидантного статуса у пациентов, получавших гирудотерапию: экспериментальное исследование — Sarikan I, Savas H (2024)
- Терапевтическое применение пиявок — Abdualkader A et al. (2013)
- Неокклюзионная мезентериальная ишемия, вызванная гирудотерапией: клинический случай — Akalın Ç, Ekmen N (2020)
- Лечение пиявками: история — Hyson J (2005)
Добавлено в библиотеку ASH: 28 мая 2026 г. · Последнее обновление сайта: 18 июня 2026 г.