Collective dynamics and conformational sampling of triosephosphate isomerase
Triozfosfat izomerazin kollektif dinamiği ve konformasyonel kümelemesi
- Tez No: 179315
- Danışmanlar: PROF. PEMRA DORUKER
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Biyokimya, Kimya Mühendisliği, Biochemistry, Chemical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Moleküler dinamik, Triozfosfat izomeraz, Molecular dynamic, Triosephosphate isomerase
- Yıl: 2008
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Boğaziçi Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Kimya Mühendisliği Bölümü
- Bilim Dalı: Kimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Triozfosfat izomeraz (TIM) molekülünün apo formunun kollektif hareketleri ile `loop 6' bölgesinin hareketi arasındaki korelasyonu (bağlaşım, bağıntı) belirlemek için moleküler dinamik simülasyonları (30-60 ns) gerçekleştirilmiştir. TIM molekülünün özdeş monomerleri arasında eşgüdümlü bir hareket gözlenmese de, doğal yapısının homo-dimer olarak aktif olduğu bilinmektedir. Dimer yapının ve dimer yapısından izole edilen monomerlerin, belirtik çözücü içersinde 300 K sıcaklık, 1 bar basınç altında yapılan simülasyonları sayesinde, monomer ve dimer yapıların dalgalanma hareketleri ve fonksiyonel olarak önemli olan `loop 6' bölgesi dinamiği/kapanması arasındaki farklılıklar incelenmiştir. Özdeş iki monomerin temel modlarındaki zıt dönme hareketleri sonucunda, dimer yapıdaki rezidü hareketleri arasında önemli karmaşık korelasyonlar gözlenmiştir. Özellikle dimer yapının toplam hareketinin % 34'ünü oluşturan ilk temel mod, `loop 6' bölgesinin aktif bölge üzerine kapanma hareketi ile büyük ölçüde ilişkilidir. Buna karşılık, monomer yapının simülasyonunda bu tür belirgin korelasyonların yerine lokal hareketler yer almaktadır. Sonuç olarak dimer yapıdan kaynaklanan, ns zaman dilimindeki kollektif hareketler `loop 6' bölgesinin koordine olarak kapanmasında fonksiyonel olarak önemli rol almaktadır. Buna ek olarak elastik ağ yapı modelleri ile enerji minimizasyonunun birleşmesi ile oluşan, proteinlerin konformasyon kümesinde örnekleme yapan yeni bir teknik, bu tez çalışması içerisinde önerilmiştir. Farklı yönlerde yavaş harmonik normal modlar doğrultusunda yaratılan değişik konformasyonlar, enerji minimizasyon yöntemi ile geri haritalanmıştır. Enerji minimizasyonu sırasında genel Born örtük çözücü modeli kullanılmıştır. Önerilen metodun uygulanabilirliği ve verimliliği 60 ns'lik dimer TIM simulasyonu üzerinde sınanmış ve açıklanmıştır.
Özet (Çeviri)
Molecular dynamics simulations (30-60 ns runs) are performed on free/apo triosephosphate isomerase (TIM) to determine any correlation between collective motions and loop 6 dynamics. Native TIM is active only as a homo-dimer even though cooperativity has not been observed between the two identical subunits. Both dimeric and monomeric (isolated from dimer) forms of TIM are simulated in explicit water at 300 K and 1 bar to inspect any differences between the structures in terms of fluctuation dynamics and functionally important loop 6 dynamics/closure. Significant cross-correlations between residue fluctuations are observed in the dimer, which result from the global counter-rotations of the two identical subunits in the essential modes of the dimer. Specifically, the first essential mode contributing to 34% of overall motion of the dimer is strongly coupled to the loop 6?s closure over the active site. In contrast, such significant correlations cannot be observed in the monomeric structure, which maintains relatively localized motions of the loops in the essential modes. Thus, the onset of collective motions at ns timescale due to dimerization has functional implications as to the coordination of loop 6 closure. Additionally, a new technique for conformational sampling of proteins is proposed in this thesis, which combines elastic network models and energy minimization procedure. Different conformations generated along the slow harmonic normal modes are reverse-mapped by energy minimization using the generalized Born, implicit solvation model. The applicability and efficiency of this approach is demonstrated on dimeric TIM using the 60 ns MD trajectory.
Benzer Tezler
- Dynamics, allostery, and signalling bias in g protein–coupled receptors
G protein–bağli reseptörlerde dinamikler, alosteri ve sinyal yanliliği
ÖZGE DUMAN
Doktora
İngilizce
2025
Kimya MühendisliğiBoğaziçi ÜniversitesiKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. TÜRKAN HALİLOĞLU
- A computational study on bacterial trigger factor and ribosome dynamics
Bakterilerde bulunan trigger factor proteini ve ribozom dinamikleri üzerine hesapsal çalışma
GÖKÇE EZEROĞLU
Yüksek Lisans
İngilizce
2014
Kimya MühendisliğiBoğaziçi ÜniversitesiKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. PEMRA DORUKER TURGUT
- Developing new applications for PRS method to study conformational modulation of globular proteins
Globüler proteinlerin yapısal modülasyonunun incelenmesi amacıyla etki tepki taraması yöntemine geliştirilen yeni uygulamalar
FARZANEH JALALYPOUR
- Effect of ligand binding on protein dynamics: A time series analysis
Ligand bağlanmasının protein dinamiklerine etkisi: Bir zaman serileri analizi
SENA BAŞKAN
Yüksek Lisans
İngilizce
2008
Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve KontrolBoğaziçi ÜniversitesiMatematik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. PEMRA DORUKER TURGUT
YRD. DOÇ. BURAK ALAKENT
- An integrated computational and experimental approach to allosteric control mechanism of biomolecular processes
Biyomoleküler süreçlerin alosterik kontrol mekanizmasına hesaplamalı ve deneysel entegre bir yaklasım
FİDAN SÜMBÜL
Doktora
İngilizce
2016
Kimya MühendisliğiBoğaziçi ÜniversitesiKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. TÜRKAN HALİLOĞLU