Allosteric communication in binding domain of nicotinic acetylcholine receptors
Nikotinik asetilkolin reseptörlerinin hücredışı bölümlerindeki alosterik etkileşimler
- Tez No: 181345
- Danışmanlar: PROF. DR. TÜRKAN HALİLOĞLU
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Kimya Mühendisliği, Chemical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2006
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Boğaziçi Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Kimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 169
Özet
Uzaktan etkileşimlerin reseptör kanallarının açılmasında büyük bir önemi olduğudüşünülmektedir. Allostery kelimesi molekülün bir tarafındaki etkinin molekülün bir başkayerine etki etmesi anlamına gelmektedir ve latincedeki allo ?öteki? ve stereo ?şekil?kelimelerinden türemiştir. Asetilkolin tanımlanmış ilk sinir hücreleri arası iletkendir. nsanlarda dahil birçok organizmanın sinir sistemlerinde bulunurlar. Bu tezde asetilkolinin bağlandığıbölge ile kanalın en dar yeri arasındaki allosterik etkileşmiler incelenmiştir. Bu incelemelerasetilkolin bağlanma protein'i, nikotinik asetilkolin reseptörleri ve bu reseptörlerin hücre dışıkısımları için ayrı ayrı yapılmıştır. Bunun için bazı bilgisayarlı metotlar kullanılmıştır. Heraminoasitin birbirleri ile olan etkileşimlerini anlayabilmek için her üç yapıya da Gaussian ağmodeli (GNM) ve anizotropik ağ modeli (ANM) uygulandı. Bu etkileşimler MCPOOL isimliprogram ile analiz edildi. MCPOOL isteğe göre belirlenen iki bölge arasında yollar türeten vebu bölgeler arasındaki uzaktan etkileşimleri gösteren bir programdır. Bu bölgelerin GNM veANM'in dinamik modlarında nerelere denk geldiklerine bakıldı. Bu bölgeler ayrıcakorunmuşmu yoksa evrim boyunca mutasyona uğramışmı diye kontrol edildi. Yapıların üçboyutlu yer değişimlerini incelemek için ANM programı kullanıldı. Her üç molekül için defarklı modlardaki hareketler incelendi. Bu hareketler sonrasında kanalın açılıp açılmadığınıanlamak için HOLE isimli program kullanıldı. Bütün sonuçlara göre Loop 2, Cys Loop veLoop 9 bölgeleri allosterik etkileşimlerde en çok kullanılan yerler olarak görüldü ki buda dahaönce yapılmış olan çalışmalarla örtüşmektedir. Bunların yanısıra bazı farklı bölgeler deönemli olarak görülmüştür. Bu bölgeler en yavaş hareketlerin olduğu modlarda minimumnoktalarına karşılık gelmektedir. Korunmuşluk ve mutasyona uğrayıp uğramadıklarınıincelemek için yapılan analizlerin sonucunda görülmüştürki allosterik etkileşimde önemli roloynayan bölgelerin veya aminoasitlerin bir kısmı ya korunmuş yada mutasyona uğramışolarak göze çarpmaktadır. Hücre duvarı bölgesinin bulunması kanalın açılımı hakkında bazıyararlı bilgiler vermiştir. Hücre duvarı bölgesi olmadığı takdirde hücre dışı bölümü kendibaşına kanalın açılmasını sağlayan dönme hareketini gösterememektedir.
Özet (Çeviri)
Allosteric interactions have been thought to be of great importance in regulating thegating mechanism of the receptors. The term allostery comes from the Greek words allos,“other,”and stereos, "shape?, meaning that action in one part of the molecule causes an effectat another site. Acetylcholine has been one of the first identified neurotransmitters. It is achemical transmitter existing in the nervous system of many organisms including humans. Inthis work, allostery and allosteric pathways in the information transmission betweenAcetylcholine binding and the gate regions have been studied on three structures. These threestructures are Acetylcholine Binding Protein, nicotinic Acetylcholine Receptor and the LigandBinding Domain of nicotinic Acetylcholine Receptor without the transmembrane region. Forthis, combined computational methodologies have been employed. In understanding of theallostery; Gaussian Network Model (GNM) and Anisotropic Network (ANM) have beenperformed to study the fluctuations of residues and the correlation between them in variousmodes of motion. The results of the correlation analysis by GNM are elaborated usingMCPOOL program. MCPOOL identifies allosteric pathways between a starting and a selectedtarget region. These regions have been examined with respect to the dynamic mode shapes ofGNM and ANM analyses and the conservation and the correlated mutational analysis. ANMhas been applied to see three dimensional conformational changes of molecule in differentmodes. Changes in diameter of gate region in different modes of motion have been presentedby HOLE program. Results suggest that Loop 2, Cys Loop and Loop 9 are mostly visitedregions in the allosteric communications, which agree with experimental results and alsosuggest new regions that might be important. These regions overlap with the minimum pointsof the slowest mode shapes. The conservation and correlated mutations analyses shows thatsome of the mostly visited residues along the paths are either conserved or correlated duringthe evolution. The presence of the transmembrane domain in the calculations contributes tothe pathways and the motion of the structure. Indeed, without the transmembrane regions, theligand binding domain can not lead to a conformational change which contributes to thetwisting motion of the receptor, which is an essential movement for the gating mechanism.
Benzer Tezler
- Molecular dynamics simulation analysis of His226 mutation on the dynamics of the ATPase domain of DNaK
His226 mutasyonunun DNaK ATPaz domeni üzerindeki dinamiklerinin, moleküler dinamik simulasyonları ile analizi
ELİF ÇAKMAK
Yüksek Lisans
İngilizce
2017
Biyofizikİstanbul Teknik ÜniversitesiMoleküler Biyoloji-Genetik ve Biyoteknoloji Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. GİZEM DİNLER DOĞANAY
YRD. DOÇ. DR. SEFER BADAY
- Atpase domain of DnaK, Escherichia coli Hsp70 molecular chaperone, experiences pH-dependent atpase activity upon linker binding
Escherichia coli Hsp70 homoloğu olan DnaK'nın atpaz domaininin bağlaç varlığında pH bağımlı aktivitenin incelenmesi
RAHMİ İMAMOĞLU
Yüksek Lisans
İngilizce
2014
Biyokimyaİstanbul Teknik ÜniversitesiMoleküler Biyoloji-Genetik ve Biyoteknoloji Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. GİZEM DİNLER DOĞANAY
- Computational assessment of the effect of allosteric mutations on the dynamics of pdz domains
Pdz bölgelerinde dinamiklerinde allosterik mutasyonların etkisinin karşılaştırılması
NAZLI KOCATUĞ
Yüksek Lisans
İngilizce
2018
BiyofizikSabancı ÜniversitesiMoleküler Biyokimya ve Genetik Ana Bilim Dalı
PROF. DR. CANAN ATILGAN
- Monitoring the ATPase domain dynamics of dnak upon nucleotide binding by using ion mobility mass spectrometry
Dnak ATPase domeninin nükleotid bağlanma dinamiklerinin iyon hareketlilik kütle spektrometresiyle incelenmesi
BARAN DİNGİLOĞLU
Yüksek Lisans
İngilizce
2019
Biyofizikİstanbul Teknik ÜniversitesiMoleküler Biyoloji-Genetik ve Biyoteknoloji Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. GİZEM DİNLER DOĞANAY
- Investigation of protonation state dependent conformational dynamics of the nucleotide binding domain of Hsp70 protein homolog Dnak via computational methods
Hsp70 protein homoloğu dnak'nin nükleotit bağlanma alaninin protonlanma haline bağli konformasyonel dinamiklerinin hesapsal yöntemlerle incelenmesi
UMUT ÇAĞAN UÇAR
Yüksek Lisans
İngilizce
2022
Biyofizikİstanbul Teknik ÜniversitesiMoleküler Biyoloji-Genetik ve Biyomühendislik Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ BÜLENT BALTA