Investigation of protein dynamics using time series analysis
Zaman serileri analizi kullanılarak protein dinamikleri incelenmesi
- Tez No: 170829
- Danışmanlar: DOÇ.DR. PEMRA DORUKER TURGUT, PROF.DR. MEHMET ÇAMURDAN
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Kimya, Chemistry
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2005
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Boğaziçi Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 168
Özet
ÖZET ZAMAN SERİLERİ ANALİZİ KULLANILARAK PROTEİN DİNAMİKLERİ İNCELENMESİ Tendamistat ve ImmE7 adlı iki proteinin doğal hali çevresindeki toplu hareketlerinin vakumda ve suda modellenmesi için doğrusal stokastik zaman serileri kullanıldı. Gerekli atom yörüngelerinin üretilmesi için Molekûler Dinamik (MD) simülasyonları yapıldı ve toplu koordinatlarının elde edilmesi için Ca atom yörüngelerine Esas Bileşenler Analizi uygulandı. Atom yörüngelerinin esas bileşenler üzerindeki yansımaları, durağan olmayan Özbağlanımlı Tümleşik Yürüyen Ortalama, ya da durağan Özbağlanımlı Yürüyen Ortalama süreçleri ile modellendi. Bu modelleme yaklaşımının altında yatan amaç, sayıca az parametreli modeller kullanmak ve her model parametresinin protein dalgalanmalarına karşılık gelen fiziksel anlamlan olmasıydı. Değişik örnekleme pencereleri genişlikleri ve örnekleme aralıklarında zaman serileri modellenmesi kullanılarak enerji yüzeyinin hiyerarşik yapısı dikkate alındı. Dinamik bilginin esas modların analizinde kullanılması, modların sınıflandırılması konusunda net bir tablo sundu. Zaman serisi modelleri, minimum içi ve minimumlar arası hareketlerin birbirinden ayrı analizine olanak verdi. Frekans bilgisinin elde edildiği zaman serisi parametrelerinin kıyaslanmasıyla minimum içi hareketler incelendi. Diğer taraftan, minimumlar arası hareketler ve daha yüksek düzey enerji zarflan arası geçişler, zaman serisi modellerindeki rassal yürüyüş adım büyükleri ve rassal yürüyüş harekete rastlanan zaman aralığı bilgileri kullanılarak incelendi. Elde edilen zaman serisi süreçlerinin simulasyonu ile protein dinamikleri üzerinde“oynamak”mümkün oldu, ve bu simulasyonların deterministik MD simülasyonları ile kıyaslanması protein dinamiklerinin değişik rejimlere ayrılabileceğini gösterdi. Su içinde yapılan MD simulasyonlarının incelenmesi, suyun“yağlayıcı”özelliğinin matematiksel olarak doğrulamansıyla kalmayarak, enerji yüzeyinin ve proteinin temelinde olan dinamiklerinin nasıl değiştiği konusunda ince detaylar da verdi.
Özet (Çeviri)
IV ABSTRACT INVESTIGATION OF PROTEIN DYNAMICS USING TIME SERIES ANALYSIS Linear stochastic time series models are used to model the collective motions of two different proteins, namely tendamistat and ImmE7, around their native states in vacuum and water. Molecular dynamics (MD) simulation of the two proteins are performed to produce the necessary atomic trajectories and Principal Components Analysis is applied on the Ca atoms to obtain collective coordinates. Projections of the atomic trajectories on each of the principal components are modeled either by nonstationary Autoregressive Integrated Moving Average, or stationary Autoregressive Moving Average processes. The underlying motive in this modeling approach is to use parsimonious models and that each of the model parameters has physical meaning in terms of protein fluctuations. Hierarchical structure of the energy landscape of proteins is taken into consideration by using time series modeling at different sampling window sizes and sampling intervals. Incorporation of dynamics information in the analysis of principal modes has presented a clear picture of the mode classification. Time series models have made it possible to separately analyze the mtraminimum and mtenninimum motions, mtraminimum motions have been investigated by comparing time series model parameters, from which frequency information can be extracted. Interminimum motions and transitions between the higher-level energy envelopes have been examined, on the other hand, by using the random walk step sizes in the time series of models and time ranges during which random walk motion is encountered. The simulations of the obtained time series processes have made it possible to“play”with the dynamics of the protein, and the comparison of these simulations with the deterministic MD simulations has shown that protein dynamics can be divided into different regimes. The investigation of MD simulations in water using time series models not only, mathematically, justifies the“lubricant”role of water, but also gives a number of fine details on how the energy surface and underlying dynamics of the protein are altered by the presence of water.
Benzer Tezler
- 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
2018
Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve Kontrolİstanbul Teknik ÜniversitesiHesaplamalı Bilimler ve Mühendislik Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MUSTAFA SERDAR ÇELEBİ
- Tip 2 diyabet gelişiminde pankreatik beta-hücre fonksiyon kaybının araştırılması
The investigation of pancreatic beta-cell dysfunction in type 2 diabetes development
MERVE ERÇİN
- Machine learning assisted force field development for nucleic acids
Nükleik asitler için makine öğrenimi destekli kuvvet alanı geliştirilmesi
GÖZDE İNİŞ DEMİR
Doktora
İngilizce
2024
Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve Kontrolİstanbul Teknik ÜniversitesiHesaplamalı Bilimler ve Mühendislik Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ADEM TEKİN
- Computational investigation of protein dynamics based on energy dissipation
Proteın dinamiği üzerine enerji dağılımına dayalı hesapsal araştırma
ELİF NAZ BİNGÖL
Yüksek Lisans
İngilizce
2017
BiyomühendislikMarmara ÜniversitesiBiyomühendislik Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. PEMRA ÖZBEK SARICA
- Protein-peptid sistemlerinin moleküler dinamik simülasyonları ve serbest enerji hesapları: Nöromüsküler nikotinik asetilkolin reseptörüne α-konotoksin SI bağlanma mekanizması
Molecular dynamics simulations and free energy calculations of protein-peptide systems: binding mechanism of α-conotoxin SI to neuromuscular nicotinic acetylcholine receptor
ONUR TUNA
Yüksek Lisans
Türkçe
2014
BiyofizikTOBB Ekonomi ve Teknoloji ÜniversitesiMikro ve Nanoteknoloji Ana Bilim Dalı
PROF. DR. TURGUT BAŞTUĞ