Structural insights into thrombolytic activity of destabilase from medicinal leech
Research article published in Scientific reports (2023)
Abstract
Destabilase from the medical leech Hirudo medicinalis belongs to the family of i-type lysozymes. It has two different enzymatic activities: microbial cell walls destruction (muramidase activity), and dissolution of the stabilized fibrin (isopeptidase activity). Both activities are known to be inhibited by sodium chloride at near physiological concentrations, but the structural basis remains unknown. Here we present two crystal structures of destabilase, including a 1.1 Å-resolution structure in complex with sodium ion. Our structures reveal the location of sodium ion between Glu34/Asp46 residues, which were previously recognized as a glycosidase active site. While sodium coordination with these amino acids may explain inhibition of the muramidase activity, its influence on previously suggested Ser49/Lys58 isopeptidase activity dyad is unclear. We revise the Ser49/Lys58 hypothesis and compare sequences of i-type lysozymes with confirmed destabilase activity. We suggest that the general base for the isopeptidase activity is His112 rather than Lys58. pKa calculations of these amino acids, assessed through the 1 μs molecular dynamics simulation, confirm the hypothesis. Our findings highlight the ambiguity of destabilase catalytic residues identification and build foundations for further research of structure-activity relationship of isopeptidase activity as well as structure-based protein design for potential anticoagulant drug development.
Abstract sourced from PubMed (NCBI) for the cited record. See the original publication for the authoritative version.
Резюме
Destabilase from the medical leech Hirudo medicinalis belongs to the family of i-type lysozymes. It has two different enzymatic activities: microbial cell walls destruction (muramidase activity), and dissolution of the stabilized fibrin (isopeptidase activity).
Почему это важно для гирудотерапии
В данном исследовании были определены кристаллические структуры destabilase с высоким разрешением — фермента из медицинской пиявки Hirudo medicinalis, обладающего как мурамидазной, так и фибринолитической изопептидазной активностью, — с целью изучения структурных основ ингибирования ионами натрия и выяснения того, какие каталитические остатки обеспечивают изопептидазную функцию. Поскольку изопептидазная активность destabilase способна растворять стабилизированный фибрин, понимание её структуры и каталитического механизма вносит вклад в характеристику на молекулярном уровне фермента пиявочного происхождения с фибринолитическими свойствами. Работа ограничена белковой кристаллографией и вычислительным моделированием методом молекулярной динамики; она не исследует гирудотерапию, клинические исходы или какое-либо терапевтическое применение. В аннотации лишь указано, что эти структурные основы могут послужить основой для будущего дизайна антикоагулянтных препаратов, что само по себе в данном исследовании не проверяется и не валидируется.
Цитирование
Structural insights into thrombolytic activity of destabilase from medicinal leech.
Marin E et al. · Scientific reports, 2023
Связанный клинический контекст
Узнайте, как это исследование связано с клинической практикой
Добавлено в библиотеку ASH: March 18, 2026 · Последнее обновление сайта: June 18, 2026