Geri Dön

Effect of ligand binding on protein dynamics: A time series analysis

Ligand bağlanmasının protein dinamiklerine etkisi: Bir zaman serileri analizi

PDF İndir

  1. Tez No: 232483
  2. Yazar: SENA BAŞKAN
  3. Danışmanlar: PROF. DR. PEMRA DORUKER TURGUT, YRD. DOÇ. BURAK ALAKENT
  4. Tez Türü: Yüksek Lisans
  5. Konular: Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve Kontrol, Computer Engineering and Computer Science and Control
  6. Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
  7. Yıl: 2008
  8. Dil: İngilizce
  9. Üniversite: Boğaziçi Üniversitesi
  10. Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
  11. Ana Bilim Dalı: Matematik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
  12. Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
  13. Sayfa Sayısı: 90

Özet

Proteinlerin iç dinamikleri simulasyon tekniklerinin yardımıyla, örneğin moleküler dinamikler (MD) simulasyonuyla analiz edilebilirler. Büyük boyutlu olan MD verisine sıklıkla uygulanan ana bileşenler analizi sonucunda proteinin işleviyle ilişkili oldukları bilinen esas modlar (ana bileşenler) elde edilir. Yakın zamandaki bir çalışmada, Alakent ve çalışma arkadaşları MD verisinden elde edilen esas modları zaman serileri modelleriyle incelemiş ve elde edilen parametreleri protein dalgalanmaları açısından yorumlamışlardır.Bu tezde, dihidrofolat redüktaz ve triozfosfat izomeraz enzimleri, MD verilerinden elde edilen ana bileşenlerine zaman serileri analizi uygulanarak incelenmiştir. Enzimlerin serbest (apo) ve ligand-bağlı halleri üzerinde gerçekleştirilen MD simulasyonlarının 3.2 ns uzunluğundaki ikişer bağımsız kısımları kullanılmıştır. İkişer bağımsız örnekten çıkarılan model parametrelerinin aynı hal için birbirlerine benzer çıkmaları analizin güvenilirliğini ve farklı konformasyonel altdurumların proteinin vibrasyonel frekans yoğunluğu üzerindeki etkisinin derecesini göstermiştir. DHFR, birbirlerinden bir hidrid iyonu farkı olan iki ayrı ligand ile incelenmiştir. NADPH ligandının DHFR proteinin beraber hareketlerine katılımı NADP+ ligandından yüksektir. NADPH bağlı DHFR proteinindeki beraber hareketlerin serbest haldekine benzediği, NADP+ bağlı haldeki beraber hareketlerin ise kaybolduğu gözlemlenmiştir. Hem DHFR hem de TIM proteinlerinin serbest hallerinin ligand bağlı hallerinden daha esnek oldukları görülmüştür. Her iki proteinde de ligand bağlanması düşük frekansları daha yüksek frekanslara doğru kaydırmıştır. NADP+ bağlı DHFR proteinin vibrasyonel frekanslarının NADPH bağlı halden daha düşük olduğu görülmüştür. Özetle, ligand bağlanmasının proteinlerin salınımlarının beraberliğini, vibrasyonel düşük frekans yoğunluğunu ve harmonik olmayan hareketlerini etkilediği; özellikle vibrasyonel frekansların katalitik döngü üzerinde önemi olabileceği sonuçlarına varılmıştır. Proteinlerin birbirleri ile bağlanma eğilimi incelenirken bu etkenlerin hepsi göz önüne alınmalıdır.

Özet (Çeviri)

Internal dynamics of proteins can be analyzed by the help of simulation techniques, one of which is molecular dynamics (MD) simulation. Principal component analysis is commonly applied on large-sized MD simulation data to extract the functionally relevant essential modes (principal components). Recently, Alakent et al. analyzed the principal components from MD simulation data by time series models and interpreted the obtained parameters in terms of protein fluctuations.In this thesis, MD trajectories of two enzymes, dihydrofolate reductase (DHFR) and triosephosphate isomerase (TIM), are investigated by performing time series analysis on the principal components. Two independent MD trajectories of 3.2 ns duration are used for the free (apo) and ligand-bound (liganded) states of each enzyme. Model parameters extracted from two independent runs are similar for the same state of each enzyme, which indicates the reliability of the analysis, and shows the extent of the effect of different conformational substates on the protein vibrational frequency density. DHFR has been analyzed with two different ligands which differ from each other by only hydride ion. The contribution of NADPH to the collective motions of DHFR is higher compared to those of NADP+. It is also seen that the collective motions in NADPH bound DHFR are similar to the unliganded form, while the collective character of the motions in the NADP+ bound DHFR is lost. It is found that unliganded forms of both DHFR and TIM are more flexible than liganded form. For both TIM and DHFR, low frequencies shift to higher frequencies after the ligands bind. Vibrational frequencies of NADP+ bound DHFR are lower than those of NADPH bound DHFR. Briefly, it can be concluded that ligand binding affects the collectivity of fluctuations, vibrational low frequency density and anharmonic motions of proteins, and particulary vibrational frequencies of the proteins may have importance on the catalytic cycle. All these effects should be taken into consideration for examing binding affinities of proteins.

Benzer Tezler

  1. Tez No

    232583

    Effect of temperature on collective dynamics of proteins: A time series analysis

    Sıcaklığın proteinlerin kolektif dinamikleri üzerine etkisi: Bir zaman serileri analizi

    ÖZLEM TÜRE

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2008

    Kimya MühendisliğiBoğaziçi Üniversitesi

    Kimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. PEMRA DORUKER TURGUT

    YRD. DOÇ. DR. BURAK ALAKENT

  2. Tez No

    392286

    Investigating the binding-release mechanism of periplasmic ferric binding protein by pH variations and point mutations

    Periplasmik demir bağlayan proteinde bağlanma-bırakma mekanizmasının pH varyasyonları ve tek nokta mutasyonları ile incelenmesi

    GÖKÇE GÜVEN

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2013

    BiyofizikSabancı Üniversitesi

    Malzeme Bilimi ve Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. CANAN ATILGAN

    PROF. DR. ALİ RANA ATILGAN

  3. Tez No

    648183

    Perturbation-response and noise dynamics in proteins and representation learning for biomolecular simulations

    Proteinlerde pertürbasyon-tepki ve gürültü dinamiği ve biyomoleküler simülasyonlarda temsil öğrenme

    YASEMİN BOZKURT VAROLGÜNEŞ

    Doktora

    İngilizce

    İngilizce

    2020

    Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve KontrolKoç Üniversitesi

    Elektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. ALPER DEMİR

  4. Tez No

    827184

    Anjiyotensin 1-7 peptidinin anjiyotensin tip2 reseptör ve proto-onkogen mas reseptörüyle etkileşimlerinin in-silico yöntemlerle incelenmesi

    Examination of the interactions of angiotensin 1-7 peptide with angiotensin receptor type2 and proto-oncogene mas receptor by in-silico methods

    EKREM YAŞAR

    Doktora

    Türkçe

    Türkçe

    2023

    BiyofizikAkdeniz Üniversitesi

    Biyofizik Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. NAZMİ YARAŞ

  5. Tez No

    813193

    Voltaj bağımlı sodyum kanallarına spesifik toksinlerin etkisinin yapısal olarak incelenmesi

    A structural analysis of the effect of specific toxins on voltage dependent sodium channels

    SELİN SEZER

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2023

    Biyomühendislikİstanbul Medeniyet Üniversitesi

    Biyomühendislik Ana Bilim Dalı

    DR. ÖĞR. ÜYESİ SALİHA ECE ACUNER ZORLUUYSAL

Geri Dön