Tyrosine phosphorylation of recombinant hirudin increases affinity to thrombin and antithrombotic activity
Basic science / preclinical published in Proteins (2024)
Abstract
Thrombin is one of the key enzymes of the blood coagulation system and a promising target for the development of anticoagulants. One of the most specific natural thrombin inhibitors is hirudin, contained in the salivary glands of medicinal leeches. The medicinal use of recombinant hirudin is limited because of the lack of sulfation on Tyr63, resulting in a 10-fold decrease in activity compared to native (sulfated) hirudin. In the present work, a set of hirudin derivatives was tested for affinity to thrombin: phospho-Tyr63, Tyr63(carboxymethyl)Phe, and Tyr63Glu mutants, which mimic Tyr63 sulfation and Gln65Glu mutant and lysine-succinylated hirudin, which enhance the overall negative charge of hirudin, as well as sulfo-hirudin and desulfo-hirudin as references. Using steered molecular dynamics simulations with subsequent umbrella sampling, phospho-hirudin was shown to exhibit the highest affinity to thrombin among all hirudin analogs, including native sulfo-hirudin; succinylated hirudin was also prospective. Phospho-hirudin exhibited the highest antithrombotic activity in in vitro assay in human plasma. Taking into account the modern methods for obtaining phospho-hirudin and succinylated hirudin, they are prospective as anticoagulants in clinical practice.
Abstract sourced from PubMed (NCBI) for the cited record. See the original publication for the authoritative version.
Резюме
Thrombin is one of the key enzymes of the blood coagulation system and a promising target for the development of anticoagulants. One of the most specific natural thrombin inhibitors is hirudin, contained in the salivary glands of medicinal leeches.
Почему это важно для гирудотерапии
В данном исследовании применялось направленное молекулярно-динамическое моделирование и анализы in vitro с использованием плазмы крови человека для сравнения сродства к тромбину и антитромботической активности производных рекомбинантного гирудина — включая фосфо-Tyr63, мутанты с модифицированным зарядом и сукцинилированные формы — с нативным сульфо-гирудином и десульфо-гирудином. Эта работа имеет прямое отношение к гирудотерапии и секретому слюнных желез пиявок: гирудин является основным ингибитором тромбина из слюны медицинской пиявки, и выяснение того, каким образом специфические посттрансляционные модификации (в частности, фосфорилирование, имитирующее нативное сульфатирование Tyr63) усиливают связывание и активность, может способствовать конструированию более активных рекомбинантных антикоагулянтов на основе данного слюнного белка. Однако полученные данные ограничены компьютерным моделированием и анализами in vitro на плазме без данных на животных или клинических данных у человека, а предположения авторов о клинической применимости носят перспективный, а не доказанный характер. Для обоснования любых терапевтических заявлений потребовалась бы валидация в исследованиях in vivo и клинических испытаниях.
Цитирование
Tyrosine phosphorylation of recombinant hirudin increases affinity to thrombin and antithrombotic activity.
Volkova A, Semenyuk P · Proteins, 2024
Связанный клинический контекст
Узнайте, как это исследование связано с клинической практикой
Добавлено в библиотеку ASH: March 18, 2026 · Последнее обновление сайта: June 18, 2026