Design of potent bivalent thrombin inhibitors based on hirudin sequence: incorporation of nonsubstrate-type active site inhibitors
Research article published in Biochemistry (1994)
Abstract
Hirudin from medicinal leech is the most potent and specific thrombin inhibitor from medicinal leech with a K(i) value of 2.2 x 10(-14) M. It consists of an active site blocking moiety, hirudin1-48, a fibrinogen-recognition exo-site binding moiety, hirudin55-65, and a linker, hirudin49-54, connecting these inhibitor moieties. Synthetic inhibitors were designed based on the C-terminal portion of hirudin. The bulky active site blocking moiety, hirudin1-48, was replaced by small nonsubstrate-type active site inhibitors of thrombin, e.g., dansyl-Arg-(D-pipecolic acid). The linker moiety was replaced by omega-amino acids of (12-aminododecanoic acid)-(4-aminobutyric acid), and hirudin55-65 was used as a fibrinogen-recognition exo-site binding moiety in most of the inhibitors. The crystal structure of the inhibitor in complex with human alpha-thrombin showed that dansyl, Arg, and D-pipecolic acid of the active site blocking moiety occupy S3, S1, and S2 subsites of thrombin, respectively, and were therefore designated as P3, P1, and P2 residues. The use of dansyl-Arg-(D-pipecolic acid) improved the affinity (K(i)) of the inhibitor 10-100-fold (down to 1.70 x 10(-11) M) compared to that of the similar compounds having D-Phe-Pro-Arg as their substrate-type inhibitor moiety (K(i) = 10(-9)-10(-10) M). The linker connected to P2 residue eliminated the scissile peptide bond. The inhibitor was also stable against human plasma proteases. Further inhibitor design revealed that the toxic dansyl group could be replaced by 4-tert-butylbenzenesulfonyl group and 1- or 2-naphthalenesulfonyl group for in vivo studies.(ABSTRACT TRUNCATED AT 250 WORDS)
Abstract sourced from PubMed (NCBI) for the cited record. See the original publication for the authoritative version.
Резюме
Hirudin from medicinal leech is the most potent and specific thrombin inhibitor from medicinal leech with a K(i) value of 2.2 x 10(-14) M.
Почему это важно для гирудотерапии
В данном исследовании описан рациональный дизайн бивалентных ингибиторов тромбина, смоделированных на основе гирудина — наиболее мощного и специфичного ингибитора тромбина из медицинской пиявки (Ki = 2,2 × 10⁻¹⁴ М), — путём замещения объёмистого блокирующего фрагмента активного центра (гирудин1-48) меньшими ингибиторами несубстратного типа при сохранении С-концевого экзосайт-связывающего фрагмента (гирудин55-65). Кристаллографический анализ подтвердил, что синтетические ингибиторы занимали субсайты S1, S2 и S3 тромбина, достигая значений Ki до 1,70 × 10⁻¹¹ М, с улучшенной стабильностью в отношении плазменных протеаз и выявлением менее токсичных замен функциональных групп для потенциальных исследований in vivo. Данная работа непосредственно релевантна области ASH, поскольку опирается на структурную биологию флагманской молекулы секретома пиявки для разработки лекарственных препаратов. Однако исследование является исключительно in vitro, не связано с пиявками и не включает гирудотерапию, а клиническая релевантность остаётся недоказанной.
Цитирование
Design of potent bivalent thrombin inhibitors based on hirudin sequence: incorporation of nonsubstrate-type active site inhibitors
Tsuda Y et al. · Biochemistry, 1994
Связанный клинический контекст
Узнайте, как это исследование связано с клинической практикой
Добавлено в библиотеку ASH: May 27, 2026 · Последнее обновление сайта: 18 июня 2026 г.