Bacterial uptake mechanism of peptides investigated by steered molecular dynamics simulations
Peptitlerin bakteri hücresine alınım mekanizmasının yönlendirilmiş moleküler dinamik simülasyonlar ile incelenmesi
- Tez No: 297807
- Danışmanlar: YRD. DOÇ. ELİF ÖZKIRIMLI ÖLMEZ
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Biyomühendislik, Biyoteknoloji, Kimya Mühendisliği, Bioengineering, Biotechnology, Chemical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2011
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Boğaziçi Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Hesaplamalı Bilimler ve Mühendislik Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 194
Özet
ß-laktam antibiyotikleri, bakteriyel enfeksiyonlara karşı tedavi amaçlı kullanıldılar ancak bu antibiyotiklerin gereksiz kullanımı bakterilerin bağışıklılık geliştirmesine yol açtı. Bu bağışıklılığın en temel yollarından biri antibiyotikleri inhibe eden ß-laktamaz enzimini sentezlemek oldu. Bu inhibisyonu yenmek ve bakterilere karşı tekrar savunma kazanmak için ß-laktamaz enzimini inhibe eden protein (BLIP) temelli peptit geliştirmek dikkat çekti. Tasarlanan BLIP temelli peptidin bakteriye alım potansiyeli yönlendirilmiş moleküler dinamik (SMD) simülasyonlar ile incelenmiştir. Simülasyonlarda iki peptit kullanıldı. BLIP temelli peptidin amino asit dizisi HAAGDYYA'dır. İkinci peptit ise bakteriye alınımı arttırmak üzere peptidin N ucuna LLIIL kalıntıları eklenmiş BLIP temelli peptittir (LLIILHAAGDYYA). SMD simülasyonları farklı yay sabitleri, çekme hızları ve çekme yerleri ile simülasyon koşulları optimize etmek üzere tekrarlandı. İlk peptit ile yapılan simülasyonlarda farklı yay sabitleri arasında belirli bir ayrım yapılamadı. Buna karşın ikinci peptidin küçük yay sabiti ile çekilmesi daha avantajlı bulundu. İlk peptit hızlı çekildiğinde zardan daha kolay geçebildi. İkinci peptidin ise hızlı ya da yavaş çekilmesi herhangi bir farklılık göstermedi. Her iki peptit de N uçlarından çekildiğinde peptide yapılan iş ve uygulanan kuvvet maksimum oldu. pVEC isimli (LLIILRRRIRKQAHAHSK) bir hücre-delen peptidin ve onun mutantlarının, bunların hücresel alınım mekanizmasını kalıntı tabanlı olarak incelemek için simülasyonları koşturuldu. pVEC peptidinin birinci, ikinci ve on dördüncü kalıntıların mutasyonlarının, kalıntı dizisini karıştırmanın ve kalıntı dizisini tersine çevirmenin hücresel alınımı zorlaştırdığı önceden belirtildi. Ancak simülasyonlar, kalıntı dizisini karıştırmanın, on dördüncü, birinci ve ikinci kalıntıların mutasyonunun, azalan sırayla, alınımı arttırdığını gösterdi.
Özet (Çeviri)
ß-lactam antibiotics provide defense against bacterial infections, but the misuse of antibiotics has led to the emergence of bacteria with immunity. One of the major mechanisms of this immunity is bacterial production of the ß-lactamase enzyme which inhibits antibiotics. In order to overcome the inhibition and regain defense against bacteria, development of peptide inhibitors based on ß-lactamase inhibitor protein (BLIP) have gained increased attention. The bacterial uptake potential of the designed BLIP based peptide was investigated using steered molecular dynamics simulations. Two peptides were used in the simulations. The BLIP based peptide has the sequence HAAGDYYA. The second peptide is the BLIP based peptide (LLIILHAAGDYYA) with the residues LLIIL added to the N terminus to enhance bacterial uptake. The SMD simulations were repeated with different spring constants, pulling velocities and reaction coordinates to optimize the simulation conditions. It was found that no obvious distinction could be made for different spring constants for the first set, while the second set favored smaller spring constant. The first peptide passed the membrane more easily when it was pulled faster, but the second peptide had shown almost no difference. When both peptides were pulled from their N terminus, the force applied to and the work done on the peptides reached their maximum values. A third set of simulations were performed on the cell penetrating peptide pVEC (LLIILRRRIRKQAHAHSK) and its mutants to analyze their cellular uptake mechanism on a residue basis. Previously the independent mutations on the 1st, 2nd and 14th residues, and scrambling and reversing the sequence of the pVEC peptide found to make the cellular uptake harder. However, the simulations showed that scrambling the sequence , mutation of the 14th, the 1st and the 2nd residues enhanced the uptake in descending order.
Benzer Tezler
- Understanding the membrane penetration of antimicrobial peptides
Antimikrobiyal peptitlerin hücre zarina giriş mekanizmasinin incelenmesi
BEGÜM ALAYBEYOĞLU
Yüksek Lisans
İngilizce
2012
BiyomühendislikBoğaziçi ÜniversitesiKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. BERNA SARIYAR AKBULUT
YRD. DOÇ. DR. ELİF ÖZKIRIMLI ÖLMEZ
- Bacterial uptake of antimicrobial peptides
Antimikrobiyal peptidlerin hücre içine alımı
DENİZ IRVALI
Yüksek Lisans
İngilizce
2016
BiyomühendislikBoğaziçi ÜniversitesiKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. ELİF ÖZKIRIMLI ÖLMEZ
DOÇ. DR. BERNA SARIYAR AKBULUT
- Drug design against antimicrobial resistance
Antimikrobiyal dirence karşı ilaç tasarımı
KEVSER BETÜL KALYON
Yüksek Lisans
İngilizce
2016
Kimya MühendisliğiBoğaziçi ÜniversitesiKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. ELİF ÖZKIRIMLI ÖLMEZ
DOÇ. DR. BERNA SARIYAR AKBULUT
- Peptide drugs against antibiotic resistant bacteria
Antibiyotik dirençli bakteriler için ilaç tasarımı
BEGÜM ALAYBEYOĞLU
Doktora
İngilizce
2017
BiyofizikBoğaziçi ÜniversitesiKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. ELİF ÖZKIRIMLI ÖLMEZ
- Phosphorus removal from municipal wastewaters
Evsel atık sulardan fosfor giderimi
FİLİZ ÖNEL
Yüksek Lisans
İngilizce
2003
Çevre MühendisliğiDokuz Eylül ÜniversitesiÇevre Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ORHAN USLU