Monte Carlo (MC) path generation and small-world network approach to identify functional residues in proteins
Proteinlerdeki işlevsel rezidülerin belirlenmesi için Monte Carlo (MC) patika yaratma ve küçük dünya ağ-yapı yaklaşımı
- Tez No: 246036
- Danışmanlar: PROF. TÜRKAN HALİLOĞLU
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Kimya Mühendisliği, Chemical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2009
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Boğaziçi Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Kimya Mühendisliği Bölümü
- Bilim Dalı: Kimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: 70
Özet
Proteinlerin alosterik mekanizması, işlevselliklerini sürdürebilmeleri için çok büyük önem taşımaktadır. Bu mekanizmanın altında yatan önemli bir yön ise proteinlerin düzenleyici ve aktif noktalarını bağlayan iletişim patikalarıdır. Monte Carlo (MC) patika yaratma, bu patika topluluklarını ve yer alan rezidüleri teşhis edebilmek amaçlı ileri sürülmüş yeni bir yöontemdir. Bu yöontem; Shaker potasyum kanalı tetramerizasyonbölgesi, PSD-95, bovine rhodopsin ve Dictyostelium myosin II sistemlerindeki alosterik iletişim patikalarının tanımlanması için uygulanmıştır. MC patika yaratma yönteminden yola çıkılarak elde edilen başka bir yöntem ise rezidü ağ-yapıları oluşturulup küçük dünya ağ-yapı yaklaşımı uygulanmasıdır. Fonksiyonel olarak önemli rezidülerin tahmin edilmesinde kullanılmak üzere bir araç olarak aradalık, yakınlık ve kümelemekatsayısı gibi ağ-yapı parametreleri hesaplanmıştır. Bahsi geçcen sistemlere ek olarak, bu yaklaşıım HIV-1 proteaz sistemine de uygulanmıştır. Önerilen patikalar ve bu patikalarda yer alan rezidüler çoğunlukla literatürdeki önceki çalışmalarla uyum göstermektedir. Önerilen fonksiyonel olarak önemli rezidülerin çoğunluğu da önceki çalışmalarla tutarlıdır. İlave olarak, küçük dünya ağ-yapıı yaklaşımı HIV-1 proteaz sistemine uygulanmış, ağ-yapı parametreleri hem mutant hem eşevrim yapıları için hesaplanmışve yaban tipi yapısıyla karşılaştırılmıştır. Değerler arasındaki en yüksek korelasyon yaban tipi ve eşevrim yapıları arasında görülmüştür ve bu da bu mutasyonun ağ-yapı parametrelerini koruma amaçlı oluştuğunu göstermektedir. Sonuç olarak, ileri sürülen hesapsal yöntem potansiyel olarak alosterik iletişimi sağlayan ve proteinlerdeki fonksiyonel olarak önemli rezidüleri teşhis edebilmektedir.
Özet (Çeviri)
Allosteric mechanism of proteins is crucial for their proper functioning. Animportant aspect underlying this mechanism is the communication pathways connectingthe regulatory and active sites of proteins. Monte Carlo (MC) path generationis proposed as a novel methodology to identify the ensemble of these pathways andthe residues taking part in the communication. This methodology is applied to determinethe allosteric communication pathways in tetramerization domain of the Shakerpotassium channel, PSD-95, bovine rhodopsin, and Dictyostelium myosin II. Anotheraspect derived from MC path generation method is generating a network of residuesand finding the functional residues by applying the small-world network approach.The network parameters such as betweenness, closeness, and clustering coefficient arecalculated to be used as tools for predicting the functionally important residues. Inaddition to the mentioned systems, this approach is also applied to the HIV-1 proteasesystem. The suggested pathways and the residues constituting these pathwaysare mostly in agreement with the previous studies in literature. Also, the majority ofthe residues proposed as functionally important are consistent with previous studies.Furthermore, the small-world network approach is applied to the HIV-1 protease system;the network parameters are calculated for both mutant and co-evolved structuresand compared with the wild-type structure. The highest correlation is observed betweenthe wild-type and the co-evolved structures, which justifies the existence of thismutation for the conservation of network properties. Overall, the proposed computationalmethodology has the potential to identify the residues mediating the allostericcommunication and to detect the functionally important sites in proteins.
Benzer Tezler
- Prediction of allosteric key residues and their role in protein folding
Alosterik anahtar reziduların tahmin edilmesi ve protein katlanmasındaki rolü
ŞÖLEN EKESAN
Yüksek Lisans
İngilizce
2009
Kimya MühendisliğiBoğaziçi ÜniversitesiKimya Mühendisliği Bölümü
PROF. TÜRKAN HALİLOĞLU
- Physical layer security performance of satellite networks
Uydu ağlarının fiziksel katman güvenlık başarımı
OLFA BEN YAHIA
Doktora
İngilizce
2022
Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiElektronik ve Haberleşme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Prof. Dr. GÜNEŞ ZEYNEP KARABULUT KURT
Assoc. Prof. Dr. EYLEM ERDOĞAN
- Conformational transitions of proteins explored by Monte Carlo simulations integrated with collective modes
Proteinlerde konformasyonel geçişlerin kolektif modlar ve Monte Carlo simülasyon teknikleri ile incelenmesi
NİGAR KANTARCI ÇARŞIBAŞI
Doktora
İngilizce
2009
BiyomühendislikBoğaziçi ÜniversitesiKimya Mühendisliği Bölümü
PROF. PEMRA DORUKER TURGUT
PROF. TÜRKAN HALİLOĞLU
- HPGe dedektörlerde marinelli kaynak geometrisinin Monte Carlo yöntemi ile modellenmesi
Modelling of marinelli source geometry in HPGe detectors using Monte Carlo method
GÜLPER AKSOY
Doktora
Türkçe
2023
Fizik ve Fizik MühendisliğiGazi Üniversitesiİleri Teknolojiler Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MUSTAFA HİCABİ BÖLÜKDEMİR
- Conformational transitions of proteins using multi-scale modeling approaches
Çok ölçekli modelleme yaklaşımları ile proteinlerin konformasyonel geçişleri
ARZU UYAR
Doktora
İngilizce
2014
BiyofizikBoğaziçi ÜniversitesiKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. PEMRA DORUKER TURGUT