Geri Dön

Computational modeling and analysis of the dynamic behavior of proteins

Proteinlerin dinamiğinin bilgisayar destekli modellenmesi ve analizi

  1. Tez No: 112133
  2. Yazar: NURİ ALPAY TEMİZ
  3. Danışmanlar: PROF. DR. İVET BAHAR, DOÇ. DR. TÜRKAN HALİLOĞLU
  4. Tez Türü: Yüksek Lisans
  5. Konular: Kimya Mühendisliği, Chemical Engineering
  6. Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
  7. Yıl: 2001
  8. Dil: İngilizce
  9. Üniversite: Boğaziçi Üniversitesi
  10. Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
  11. Ana Bilim Dalı: Kimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
  12. Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
  13. Sayfa Sayısı: 65

Özet

ÖZET PROTEİNLERİN DİNAMİĞİNİN BİLGİSAYAR DESTEKLİ MODELLENMESİ VE ANALİZİ Proteinlerin dinamiğinin anlaşılması, yapı-fonksiyon ilişkisinin açığa çıkarılmasında büyük önem taşımaktadır. Bu tezde amaç, yapısal bazlı analitik bir yaklaşımla nükleer manyetik rezonans (NMR) deneylerinde gözlendiği şekilde proteinlerin konformasyonel dinamiğini modellemek ve kollektif hareketlerin moleküler mekaniğini tahmin emektir. Bu amaçla chymotrypsin inhibitor 2 (CI2), ribonuclease HI (RNase HI), staphlococcal nuclease (SNase) proteinlerinin dinamiği Gaussian Ağ Modelinin (GNM) bir uzantısı kullanılarak incelenmiştir. Sonuçlar deney ve simulasyon verileriyle karşılaştırılmıştır. Üç proteinde de biyolojik fonksiyon için önemli rol oynayan halka bölgeleri yapıların diğer bölgelerine oranla oldukça hareketli bulunmuştur. Teori sonuçları ile sarmal yapılarındaki amid bağlarının tümünün sınırlı bir hareketliliğe sahip ve konumsal değişikliklere güçlü dirençleri olduğu görülmüştür. Ek olarak, dihydrofolate reductase enziminin kollektif hareketleri GNM ve uzantısı anizotropik ağ modeli (ANM) kullanılarak incelenmiştir. Proteinin hareketlerinin en düşük frekanslı modunda gözlenen en az hareketli rezidülerin enzimi iki ayrı parçaya ayıran bölümle çakıştığı görülmüştür. İkinci en yavaş mod katalitik olarak aktif bölgenin halka bölgesi olduğunu göstermektedir. Yüksek frekanslı modlarda bulunan rezidülerin hepsinin hidrofobik kümelerde toplandığı ve çoğunun proteinin katlanmasında yer alan residülerle çakıştığı görülmüştür. Proteinin ANM ile analizi enzimin titreşimlerinin üç boyutlu yönlerini göstermiştir. Sonuçlar deneysel gözlemlerle uyuşmaktadır. M20 halkası, G-H halkası, F-G halkası, B ve C sarmal yapılarının yüksek amplitütlü titreşimlere sahip olması, bu bölgelerin bağlanma ve katalitik aktivitede önemli rol oynadıklarını göstermektedir.

Özet (Çeviri)

IV ABSTRACT COMPUTATIONAL MODELING AND ANALYSIS OF THE DYNAMICS OF PROTEINS Understanding the dynamics of proteins is crucial to deduce the relation between structure and function. In this study, the aim is to model the conformational dynamics of proteins as observed in NMR relaxation experiments and to predict molecular mechanisms of collective motions using a structure-based analytical approach. For this purpose the dynamics of a series of proteins, including chymotrypsin inhibitor 2, ribonuclease HI, and staphylococcal nuclease are investigated. An extension of the Gaussian Network Model (GNM) is used. The results are compared with experimental and computational findings. In all three proteins the loop regions, which generally play important roles in the biological function of a protein, are found to be extremely flexible compared to the other regions in the structures. The amide bonds belonging to residues in a-helices are invariably predicted by the theory to have hindered mobilities. They have a strong resistance to orientational changes. In addition, the collective motions of dihydrofolate reductase (DHFR) are analyzed using GNM and its extension anisotropic network model (ANM). The hinge residues observed in the slowest frequency mode of DHFR coincide with the two segments that separate the two subdomains. The second slowest mode indicates that the catalytic active site is in the loop domain. The fast frequency modes display the most constrained residues, called the kinetically hot residues, Leu4, Ala9, Trp30, Val40, Ile41, Met42, Leu54, Met92, Phel03, LeullO. Phel25. Phel53 and Ilel55. All of these residues are found in hydrophobic clusters and nearly all of them play important roles in the folding of the enzyme. The ANM analysis shows how the protein fluctuates with the directionality of the fluctuations. The results are in agreement with the experimental observations. The M20 loop, F-G loop, G-H loop, aB, and aC have large amplitude fluctuations, which indicates the importance of these regions in the binding and catalytic activity of the enzyme.

Benzer Tezler

  1. Tez No

    887183

    Metabolism-oriented multiomics data integration

    Farklı omı̇k verı̇lerı̇n metabolı̇zma odaklı entegrasyonu

    AYCAN ŞAHİN

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2024

    Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve Kontrolİstanbul Teknik Üniversitesi

    Bilgisayar Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    DOÇ. ALİ ÇAKMAK

  2. Tez No

    596255

    Investigating structural and surface properties of serum proteins critical for protein adsorption on solid surfaces

    Katı yüzeylerdeki protein adsorpsiyonu için serum proteinlerinin yapı ve yüzey özelliklerinin incelenmesi

    ELAY EMÜL SEYMEN

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2019

    Kimya Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesi

    Kimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    DR. ÖĞR. ÜYESİ AYŞE ÖZGE KÜRKÇÜOĞLU LEVİTAS

  3. Tez No

    842765

    Kurkumin yüklü PLGA-DSPE hibrit nanopartiküllerin hazırlanması, karakterizasyonu ve in vitro etkinliğinin incelenmesi

    Preparation, characterisation and in vitro evaluation of curcumin loaded PLGA-DSPE hybrid nanoparticles

    FATMANUR BABALI BALIBEY

    Doktora

    Türkçe

    Türkçe

    2024

    BiyokimyaBezm-i Alem Vakıf Üniversitesi

    Biyoteknoloji Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. ABDÜRRAHİM KOÇYİĞİT

  4. Tez No

    541876

    Rupture status investigation of patient specific cerebral aneurysms by analysing hemodynamic factors using computational fluid dynamics

    Hesaplamalı akışkanlar dinamiği kullanarak hemodinamik faktörlerin analizi ile hastaya özgü beyin anevrizmalarının yırtılma durumu incelemesi

    GÜLBAHAR MERVE NARİNSES

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2018

    Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve Kontrolİstanbul Teknik Üniversitesi

    Hesaplamalı Bilimler ve Mühendislik Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. MUSTAFA SERDAR ÇELEBİ

  5. Tez No

    485207

    In silico design of hERG non-blocker compounds with retained pharmacological activity using multi-scale molecular modeling applications

    hERG bloker olmayan farmakolojik aktivitesi korunmuş bileşiklerin çok boyutlu moleküler modelleme uygulamaları ile in siliko tasarımı

    GÜLRU KAYIK

    Doktora

    İngilizce

    İngilizce

    2017

    Kimyaİstanbul Teknik Üniversitesi

    Kimya Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. NURCAN TÜZÜN

    DOÇ. DR. SERDAR DURDAĞI

Geri Dön