Calcium signaling in multiple species: structural and functional analyses of protein interaction networks
Canlılarda kalsiyum sinyal mekanizması: protein etkileşim ağlarının yapısal ve fonksiyonel özellikleri
- Tez No: 286423
- Danışmanlar: PROF. DR. KUTLU ÜLGEN, PROF. DR. TÜRKAN HALİLOĞLU
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Biyomühendislik, Kimya Mühendisliği, Bioengineering, Chemical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2011
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Boğaziçi Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Kimya Mühendisliği Bölümü
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 404
Özet
Kalsiyum, hücrede gerçekleşen birçok süreçte anahtar rol oynayan önemli bir ikincil taşıyıcıdır. Maya, solucan gibi canlılardaki kalsiyum sinyal mekanizmasını anlamak, insandaki kalsiyum sinyal yolizlerindeki bilinmeyen kısımları açıklığa kavuşturma ve kalsiyum ile ilgili hastalıkların tedavisine yönelik ilaç hedefleri bulma konusunda yardımcı olacaktır. Bu amaçla, bahsi geçen canlılardaki kalsiyum sinyal etkileşim ağlarını elde etmek için, fiziksel protein-protein etkileşimlerini Gene Ontology veri tabanındaki gen tanımlamalarına gore süzgeçten geçirerek protein etkileşim ağı oluşturulması amacıyla geliştirilmiş bir metot kullanılmıştır. Bu metot aracılığıyla oluşturulan etkileşim ağları makro ve mikro analiz yöntemleriyle detaylı olarak incelenmiş ve ağlardaki önemli proteinler tespit edilmiştir. Ağları oluşturan proteinler, hücrede görev aldıkları süreçler açısından incelendiğinde, üç ağın da hücre gelişimi, büyüme ve tranksripsiyon timeline dayalı işlemlere yöneldiği tespit edilmiştir. Grafik teorisi kullanılarak yapılan topolojik çalışmalar, insan ve maya ağlarının ortalama yol/yön uzunlukları, dereceleri ve çaplarının yakın olduğunu ve benzer özellikler sergilediğini göstermiştir. İnsan beynindeki kalsiyum sinyal ağı vücuttaki süreçleri yöneten organ olan beyinde yer alması sebebiyle, maya ve soluncanda görülen duruma ters olarak, vücudun geri kalanındaki kalsiyum sinyal ağına gore daha hızlı ve daha gürbüz olan ağ olarak bulunmuştur. Solucan etkileşim ağı ise, veri eksikliğinden olması muhtemel farklılıklar sergilemektedir. Oluşturulan kalsiyum sinyal ağlarını alt modüllerine bölerek inceleme yapılması ile görevi bilinmeyen proteinlere görev atamak mümkün olmuş ve komşu sayma metodu ile desteklenen moduler analiz sonucu mayadaki 17 proteine görev atanabilmiştir. Solucan ve insan ağlarında ise görev atanması için yeterli bulgu sağlanamamıştır. Son olarak, beyinde kalsiyum düzensizliğinden kaynaklı hastalıklar incelenmiş, elde edilen protein etkileşim ağı ile karşılaştırılmış ve literatürde öngörülen hastalık yolizleri ile dokuya özgü protein verileri arasında bilgi eksikliğine bağlı olduğu düşünülen uyuşmazlıklar saptanmıştır.
Özet (Çeviri)
Calcium is an important second messenger to have a key role in many processes occurring in the cell. Understanding the mechanisms of calcium signaling in multiple species i.e. yeast and worm may help to untangle calcium signaling pathways in human and suggest some drug targets to cure calcium related diseases. For these aims, the calcium signaling pathways in the aforementioned species using an algorithm that counts for physical interaction cascades based on gene ontology annotations. The resultant interaction networks are investigated in macroscopic and microscopic details to find out the important pivotal elements of these networks. By ontology enrichment study, it is found that all three networks are a part of transcription, and in more general, cell proliferation and growth. Using graph theoretical approaches, the networks are compared according to their topological characteristics, revealing that yeast and human calcium signaling networks are alike having almost the same degree and average path lengths. Calcium signaling in human brain shows more robust behaviour than the whole human brain interactome and the calcium signaling in human body in opposite of yeast and worm; implying that it has a distinct behaviour and duty to start and control brain and body functions. Worm, having a more imcomplete interactome compared to other two, shows unique topological properties. Modular segregation of the networks gives opportunity to functional annotation to those with unknown function. By a combination of neighborhood counting and module search methods, 17 yeast proteins are annotated with functional terms. Human and worm modules fail to qualify for such annotation. Finally, the search for diseases like Alzheimer?s disease and Huntington disease caused by dysregulation of calcium signaling in human brain reveals the incompleteness of tissue specific protein interactome data, since the envisaged pathways for these diseases in literature and information gathered from various data sets fails to coincide.
Benzer Tezler
- İnsanda paternal mitokondriyal DNA geçişinin moleküler temeli ve gelişimsel mitokondri eliminasyonunun izlenmesi
Molecular basis of paternal mitochondrial DNA transmission and monitoring of developmental mitochondria elimination in human
CANDAN EKER
Doktora
Türkçe
2018
Biyoteknolojiİstanbul ÜniversitesiMoleküler Biyoloji ve Genetik Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. TUBA GÜNEL
- The role of lipid induced integrated stress response in metaflammation and atherosclerosis
Entegre stres tepkisinin metaflamasyon ve atherosklerozdaki rolü
UMUT İNCİ ONAT
Doktora
İngilizce
2019
Moleküler Tıpİhsan Doğramacı Bilkent ÜniversitesiMoleküler Biyoloji ve Genetik Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ EBRU ERBAY
- Kalsiyum sinyal iletim yolağının glukoz metabolizmasında yer alan bazı genlerin transkripsiyonuna ve hücre döngüsünün kontrolüne etkilerinin incelenmesi
Investigation of the effect of calcium signaling pathway on the cell cycle regulation and transcription of genes that involves in glucose metabolism
OSMAN ALP ÖZTOP
Yüksek Lisans
Türkçe
2020
GenetikBursa Uludağ ÜniversitesiMoleküler Biyoloji ve Genetik Ana Bilim Dalı
PROF. DR. SEZAİ TÜRKEL
- The role of calcium dynamics in brain energy metabolism
Beyin-enerji metabolizmasında kalsiyum dinamiğinin rolü
SENEM TİVECİ
Yüksek Lisans
İngilizce
2004
Kimya MühendisliğiBoğaziçi ÜniversitesiKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF.DR. KUTLU ÜLGEN
Y.DOÇ.DR. ATA AKIN
- The role of trigger waves in cancer angiogenesis
Tetik dalgalarının kanser anjiojenezindeki rolü
BİRSES DEBİR