Investigation of beta-lactamase ligand binding in vivo and in silico
Beta-laktamaz ligand bağlanmasının hücre içinde ve hesaplamalı olarak incelenmesi
- Tez No: 246028
- Danışmanlar: PROF. AMABLE HORTAÇSU, YRD. DOÇ. ELİF ÖZKIRIMLI ÖLMEZ
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Biyoteknoloji, Kimya Mühendisliği, Biotechnology, Chemical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- 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: 100
Özet
Beta-lactam antibiyotikleri yüksek etki, düşük fiyat ve minimum yan etkilerinden dolayı en genel kullanılan antibiyotiklerdendir. Ancak bakteriler bu antibiyotiklere karşı direnç kazanmışlardır. Bu direnç mekanizmalardan bir tanesi de bu antibiyotikleri parçalayan beta-laktamaz enziminin üretimidir. Beta-laktamaz inhibitor tasarımı bu yüzden önemli bir araştırma alanıdır. Beta-laktamaz inhibitor proteini (BLIP) birçok beta-laktamazı inhibe etme özelliğine sahiptir. Bu tezde sunulan araştırmanın BLIP'den yeni peptid inhibitor tasarımına ışık tutması amaçlamaktadır. Hesapsal çalışmalar TEM-1 beta-laktamazın BLIP tarafından inhibisyon mekanizmasının anlaşılmasına yöneliktir. Bu amaçla, TEM-1 BLIP ve TEM-1 peptid komplekslerinin moleküler dinamik çalışmaları yürütülmüştür. BLIP ve BLIP' den türetilen peptidlerde Asp49 amino asidine, bağlanmadaki katkısını anlayabilmek için mutasyon yapılmıştır. TEM-1 - BLIP ve TEM-1 - BLIP (D49A) komplekslerinin serbest bağlanma enerjileri Moleküler Mekanik Poisson Boltzmann Yüzey Alanı metodu ile hesaplanmıştır. TEM-1 BLIP kompleksinin serbest bağlanma enerjisinin TEM-1 mutant BLIP kompleksin enerjisinden daha düşük çıkması Asp49' bağlanmada önemli bir rol oynadığını gösterir.Deneysel çalışmalar BLIP ? RTEM-1 beta-laktamazın hücre içinde bağlanma ve inhibisyonunu test etme amaçlıdır. İki molekülün birbiriyle etkileşimi daha önceki in vitro çalışmalarla doğrulanmıştır ancak fizyolojik koşullarda hücre içindeki etkileşimlerine dair rapor bulunmamaktadır. Bu amaçla BLIP geni pET20b(+) plasmid vektörüne PelB sinyal dizisinin önüne klonlanmıştır. Rekombinant protein E.coli' ye ekspres edilmiştir. Sinyal dizisi, BLIP' in hücre içinde RTEM-1' ın bulunduğu periplasmaya geçmesi için gerekli bir dizdir. Beta-laktamaz aynı plasmid tarafından yapısal olarak eksprese edilmiştir. IPTG indüksiyonundan sonra hücre büyümeleri hafif miktarda geciktirilmiştir. Bu sonuç BLIP' in beta-laktamazı inhibe ettiğine dair bir delil olabilir ve daha sonraki in-vivo ortamda yapılacak BLIP- beta-laktamaz bağlanma çalışmaları için ön sonuç temin edebilir.
Özet (Çeviri)
Beta-lactam antibiotics are the most commonly used antibiotics due to their high effectiveness, low cost, ease of delivery and minimal side effects. Bacteria have acquired resistance to these antibiotics. One of the mechanisms of acquired drug resistance is the production of beta-lactamases, which break down these antibiotics. Beta-lactamase inhibitor design is therefore an important research field. Beta-lactamase inhibitory protein (BLIP) is a potent inhibitor of several beta-lactamases. The research presented in this thesis aims to guide the design of new peptide inhibitors based on BLIP structures. Computational studies are performed to elucidate the mechanism of TEM-1 beta-lactamase inhibiton by BLIP. To this end, molecular dynamics simulations of TEM-1 BLIP and TEM-1 peptide complexes were carried out. Asp49 residue on BLIP and the BLIP based peptide were mutated to determine the contribution of this residue to binding. Binding free energy of the TEM-1 BLIP and TEM-1 mutant BLIP (D49A) complexes were estimated by the Molecular Mechanics Poisson Boltzmann Surface Area method. The binding free energy of TEM-1 BLIP complex was lower than that of the TEM-1 mutant BLIP complex, which indicates the contribution of the Asp49 residue of BLIP to tight binding.The experimental studies aimed to test the in-vivo BLIP ? RTEM-1 beta-lactamase binding and inhibition. The interaction of the two proteins was already verified using in-vitro studies however there was no report on their interaction under physiological conditions within the cells. For this purpose, BLIP gene was inserted into the pET-20b(+) plasmid vector downstream from the pelB signal sequence and the recombinant protein was expressed in E. coli. This signal sequence was required to direct BLIP to the periplasmic space where the RTEM-1 was located. The beta-lactamase was expressed constitutively from the same plasmid. Upon induction with IPTG, cell growth was slightly retarded. This may be an evidence of the beta-lactamase inhibition by BLIP and may provide preliminary results for further in-vivo experiments about BLIP beta-lactamase binding.
Benzer Tezler
- HIV-1 proteaz enziminin inhibitörleriyle etkileşimi esnasındaki konformasyonel değişikliklerin teorik incelemesi ve yeni analogların tasarımı
Theoretical investigation on conformational changes of HIV-1 protease enzyme during interaction with its inhibitors and design of new analogues
MERVE SENEM AVAZ
Yüksek Lisans
Türkçe
2011
Eczacılık ve FarmakolojiHacettepe ÜniversitesiKimya Ana Bilim Dalı
PROF. DR. VİLDAN ADAR
- Arilkumarin türevlerinin beta-laktamaz ve karbapenemaz aktivitesi üzerine etkilerinin incelenmesi
Investigation of Arylcoumarin Derivatives for β-Lactamase and Carbapenemase Activities
BEYZA HAMUR
Yüksek Lisans
Türkçe
2019
BiyokimyaMarmara ÜniversitesiKimya Ana Bilim Dalı
PROF. DR. SAFİYE ERDEM
DOÇ. DR. ÖZKAN DANIŞ
- Enterobacteriaceae klinik izolatlarında beta laktamaz aktivitesinin fenotipik ve genotipik yöntemlerle araştırılması
Investigation of beta lactamase activity in enterobacteriaceae clinic isolates with phenotypic and genotypic methods
GÜL BAYRAM ABİHA
Doktora
Türkçe
2013
Klinik Bakteriyoloji ve Enfeksiyon HastalıklarıMersin ÜniversitesiTıbbi Mikrobiyoloji Ana Bilim Dalı
PROF. DR. NURAN DELİALİOĞLU
- Klinik örneklerden izole edilen pseudomonas aeruginosa suşlarında beta-laktamaz üretimi ve biyofilm varlığının araştırılması
Investigation of beta-lactamase production and biofilm formation in pseudomonas aeruginosa strains isolated from clinical specimens
TUĞÇE SOYLAMIŞ
Yüksek Lisans
Türkçe
2016
MikrobiyolojiSelçuk ÜniversitesiTıbbi Mikrobiyoloji Ana Bilim Dalı
PROF. DR. EMİNE İNCİ TUNCER
- Genişlemiş spektrumlu beta laktamaz üreten escherichia coli ve klebsiella spp. izolatlarında beta laktamaz direncinin polimeraz zincir reaksiyonu ile araştırılması
Investigation of beta lactamase resistance in extended spectrum beta lactamase producing escherichia coli and klebsiella spp. isolates with polimerase chain reaction
AHU KAMBUROĞLU
Yüksek Lisans
Türkçe
2011
MikrobiyolojiKaradeniz Teknik ÜniversitesiTıbbi Mikrobiyoloji Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. CELAL KURTULUŞ BURUK