Geri Dön

Mutasyonların protein termodinamiğine etkilerinin moleküler dinamik yöntemle incelenmesi

Protein thermodynamic effects of mutations investigation in the with molecular dynamics method

PDF İndir

  1. Tez No: 269684
  2. Yazar: KAMBER KAŞALİ
  3. Danışmanlar: DOÇ. DR. HÜSEYİN KAYA
  4. Tez Türü: Yüksek Lisans
  5. Konular: Biyofizik, Biyoistatistik, Fizik ve Fizik Mühendisliği, Biophysics, Biostatistics, Physics and Physics Engineering
  6. Anahtar Kelimeler: Mutasyon, Serbest enerji profili, termodinamik, moleküler dinamik, Mutation, Free energy profile, Thermodynamic, Moleculer dynamic
  7. Yıl: 2010
  8. Dil: Türkçe
  9. Üniversite: Atatürk Üniversitesi
  10. Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
  11. Ana Bilim Dalı: Fizik Ana Bilim Dalı
  12. Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
  13. Sayfa Sayısı: 97

Özet

Deneysel olarak iki durum termodinamik davranışı gösteren proteinlerden tavuk beyninde bulunan alfa spectrin (pdb kodu: 1U5P) protein için mutasyonların protein dinamiğini nasıl etkilediğini inceledik. Bu amaçla basitleştirilmiş zincir temsili ve amino asitlerin fiziko kimyasal özelliklerini içeren heterojen etkileşimli protein modelleri geliştirilmiştir. Modelleme çalışmamızda Langevin dinamiği içeren moleküler dinamik simülasyon tekniği kullanılmıştır. Katlanmış yapıda olmayan itici etkileşmelerin protein dinamiğine dahil edildiği ve edilmediği durumlarda protein termodinamiği incelenmiş; itici etkileşmelerin dahil edildiği durumda deneylerle uyumlu iki durum davranışı gözlemlenirken dahil edilmediği durumda bariyersiz davranış gözlemlenmiştir. Bu nedenle, itici etkileşmelerin protein dinamiğine dahil edildiği model kullanılarak gerçekleştirilen mutasyonlar için veriler elde edilmiştir.Deneysel çalışmada (Clarke 2009) aynı proteinin merkez ve yüzey bölgelerinde gerçekleştirilen mutasyon seti kulanılarak, teorik anlamda protein kararlılığı ve termodinamiğinin nasıl değiştiği detaylı olarak incelenmiştir. Bu bağlamda, ısı kapasitesi, serbest enerji profil analizi ve kooperativite analizleri gerçekleştirilmiştir. Geliştirdiğimiz protein modelinin proteinin merkezinde gerçekleştirilen mutasyonlar için deneylerle kıyaslandığında şu ana kadar elde edilmiş en başarılı sonuçları verdiği gözlemlenmiştir (r=0.69). Fakat protein modelimiz su ile etkileşmeyi içermediği için protein yüzeyinde gerçekleştirilen mutasyonlar için aynı başarı elde edilememiştir.Diğer taraftan, mutasyonlar sonucunda kararlılık değişimi ile kooperativite ve serbest enerji bariyeri değişimi arasında birebir bir ilişki kurulamayacağı gözlemlenmiştir. Mutasyonlar türüne ve protein zinciri üzerindeki yerine göre çok farklı etkiler gösterebilmektedir. Kimi mutasyonlarda sadece katlı durum konformasyon topluluğu etkilenirken kimi mutasyonlarda ise hem katlı hem açık hem de geçiş durum toplulukları tamamen değişebilmektedir. Bu da proteinlerin mutasyonlar altında ne kadar farklı davranabildiğini işaret etmektedir.

Özet (Çeviri)

We have investigated that how dynamics of alpha spectrin (pdb code: 1U5P) protein, which exhibits experimentally two-state thermodynamic behavior and existing in hen's brain, is changed upon mutations. For this purpose, protein models with coarse-grain chain representations and with heterogenous interactions which includes physico-chemical properties of amino acids were developed. In our modeling study, Molecular Dynamic (MD) simulation technique with Langevin dynamic has been used. The protein thermodynamics were evaluated for both in the presence and absence of non-native repulsive interactions. While, in the presence of non-native repulsive interactions, the observed results are consistent with experiments, it is not the case for the later. For this reason, by using the model containing non-native repulsive interactions, the datas were obtained for realized mutations.By using the same mutation sets, which were taken from the experimental study (Clarke 2009), and performed in the core and surface region of alpha spectrin, it has been theoretically analyzed, in detail, that how protein stability and protein thermodynamics are getting changed upon mutations. With this respect, heat capacity, free energy profile analysis and cooperativity analysis has been applied. The protein model which we proposed enable us to get the most successful results comparing with experiment (r= 0.69) for the core region mutations. However, the same success could not been obtained for the mutations on the surface of the protein, since our protein model does not contain water represantation, accordingly, interactions with water.On the other hand, it has been observed that changes in the stability upon mutations can not be related with cooperativity and free energy barrier height. Depending of its type and its location on the protein chain, mutations may result in different effects. For some mutations while only native state ensemble is changed, but for the others both transition state and native state ensembles can be altered. This indicates that how protein dynamics can differ upon mutations

Benzer Tezler

  1. Tez No

    609784

    Thermodynamic analyses of membrane proteins and Dynein-ATP interaction

    Membran proteinlerinin ve Dinein-ATP etkileşiminin termodinamik analizleri

    ELHAN TAKA

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2019

    Biyomühendislikİstanbul Teknik Üniversitesi

    Moleküler Biyoloji-Genetik ve Biyoteknoloji Ana Bilim Dalı

    DR. ÖĞR. ÜYESİ MERT GÜR

  2. Tez No

    238035

    Protein katlanmasında farklı protein spesifik model yaklaşımlar: Kooperatif ve kooperatif olmayan katlanma/açılma geçişleri ve termodinamik analizi

    Different protein-specific model approaches in protein folding: Cooperative and non-cooperative folding/unfolding transition and their thermodynamic analysis

    MEVŞEN PİRİMOĞLU

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2009

    Fizik ve Fizik MühendisliğiAtatürk Üniversitesi

    Fizik Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. HÜSEYİN KAYA

  3. Tez No

    742532

    Frontonazal nadir bir yüz malformasyonu ile ilişkili aday genlerde protein düzeyinde ın silico analiz

    Protein level in silico analysis of a rare frontonasal facial malformation associated candidate genes

    İSMİHAN ALP

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2022

    BiyolojiHacettepe Üniversitesi

    Biyoenformatik Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. CEREN SUCULARLI

  4. Tez No

    856671

    SARS-CoV-2 yapısal olmayan protein-13 (helikaz) mutasyonlarının protein yapıda ortaya çıkarabileceği değişimlerin incelenmesi

    Investigation of the changes that can be occurred in the protein structure caused by SARS-CoV-2 non-structural protein-13 (helicase) mutations

    MEHMET EMİN ALHAN

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2024

    BiyomühendislikMalatya Turgut Özal Üniversitesi

    Biyomedikal Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. EKREM AKBULUT

  5. Tez No

    507358

    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

    İngilizce

    2018

    BiyofizikSabancı Üniversitesi

    Moleküler Biyokimya ve Genetik Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. CANAN ATILGAN

Geri Dön