Investigation of conformational fluctuations in protein dynamics: Torsional Gaussian network model
Protein dinamiğinde konformasyon hareketlerinin incelenmesi: Dönme açısı Gaussian ağyapı modeli
- Tez No: 312121
- Danışmanlar: PROF. DR. TÜRKAN HALİLOĞLU
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Biyofizik, Kimya Mühendisliği, Biophysics, Chemical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2012
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Boğaziçi Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Kimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 77
Özet
Normal Mod Analizi (NMA)'ne dayanan elastik ağyapı modelleri proteinlerin fonksiyonlarını etkileyecek yapısal dalgalanmaları belirlemede çok yararlıdır. Gaussian Ağyapı Modeli (GNM)'nin bu amaç için çok etkili bir yöntem olduğu kanıtlanmıştır. Son yıllarda, burulma açısı serbestlik dereceleri iri taneli elastik ağyapı modellerinde, etkili proteinlerin konformasyonlarını etkileyebilecek kritik dönme açılarının tespiti için kullanılmaktadır. Bu tez çalışmasında, bu ilkeye paralel yeni bir yaklaşım geliştirilerek ve basit bir boyutlu GNM'e uygulanarak bireysel rezidülerin ortalama dönme açı dalgalanmaları ve rezidüler arasındaki dönme açısı çapraz korelasyonları elde edilmiştir. Bu yeni yaklaşımın güvenilirliği, bir dizi protein (ASC, Siklofilin A, ve katabolit aktivatör proteini) için dalgalanmaları Moleküler Dinamik (MD) simülasyonlarından elde edilen sonuçlar ile karşılaştırarak test edilmiştir. Modelin daha doğrulanması için, açık ve kapalı konformasyonları bilinen beş çift protein yapısı literatürden seçilmiştir. Ortalama kare dalgalanmalar iki konformasyon hali için hesaplanmıştır ve yapıların dönme açısı farklılıkları ile karşılaştırılmıştır. Yüksek dönme açısı farklılıkları ortalama kare dalgalanmalar için başarıyla tekrarlanmıştır, ancak iki uç yapı arasında gözükmeyen dalgalanmalar modelde ortaya çıkmıştır. Bu sonuç, bahsedilen dalgalanmaların konformasyon halleri arasındaki geçişte gözlenebilecek yapılarla ilişkili olabileceğini düşündürmektedir. Sonuç olarak Dönme Açısı Gaussian Ağyapı Modeli (tGNM) olarak adlandırılan bu model, protein işlevi için önemli rol oynayan rezidülerin tespiti için kullanılabilir.
Özet (Çeviri)
Elastic network models based on Normal Mode Analysis (NMA) are very useful in determining the conformational fluctuations that would affect the functions of proteins. Gaussian Network Model (GNM) is proved to be a very efficient method for this purpose. In recent years, coarse-grained elastic network models that use torsional degrees of freedom, have been introduced for aiming to predict the key residues that are responsible for the conformational changes of proteins. In the present thesis, a similar line of approach is applied to the simple one dimensional GNM in order to obtain the mean torsional fluctuations and the correlations between torsional fluctuations of residues by developing a novel method, Torsional Gaussian Network Model (tGNM). The predictions of this new approach is tested by comparing the fluctuations with the results obtained by Molecular Dynamics (MD) simulations for a set of proteins, ASC (Apoptosis-associated Speck-Like Protein Containing CARD), CypA (Cyclophilin A), and CAP (Catabolite Activator Protein). For further analysis of the model predictions, five pairs of protein structures with known open and closed conformations are studied for their conformational transitions. The mean square torsional fluctuations are calculated for the conformations of both states and compared with their torsional angle differences. Some of the peaks of the torsional angle differences are successfully observed in the mean square fluctuations; however, some additional peaks are observed in the model predictions. This suggests the latter fluctuations might be related with the conformations that could be observed on the transition pathway between the two states. The results in general provide that so called tGNM can be used for identifying residues that play an important role in the functional conformational transition of proteins.
Benzer Tezler
- Investigation of structural differences between wild-type and mutant forms of mutsα by molecular dynamics simulations
Mutsα heterodimerinin yabanıl tip ve mutant formları arasındaki yapısal farklılıklarının moleküler dinamik simülasyonları ile incelenmesi
CLARA XAZAL BURAN
Yüksek Lisans
İngilizce
2022
Biyomühendislikİstanbul Teknik ÜniversitesiMoleküler Biyoloji-Genetik ve Biyoteknoloji Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. MERT GÜR
- Investigation of conformational dynamics of an enzyme-inhibitor system by coarse-grained simulations
Bir enzim inhibitör sisteminin konformasyonal dinamiğinin düşük uzaylı simülasyonlarla incelenmesi
NEŞE KURT
Yüksek Lisans
İngilizce
1998
Kimya MühendisliğiBoğaziçi ÜniversitesiKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. TÜRKAN HALİLOĞLU
- Development of a hybrid methodology for investigation and manipulation of functional mechanisms of biological macromolecules with a focus on non-globular proteins
Globüler olmayan proteinler kapsamında biyolojik makromoleküllerin işlevsel mekanizmalarının incelenmesi ve manipülasyonu için hibrid bir yöntemin geliştirilmesi
BURÇİN ACAR
Doktora
İngilizce
2021
BiyofizikBoğaziçi ÜniversitesiPROF. DR. AHMET ADEMOĞLU
PROF. DR. TÜRKAN HALİLOĞLU
- Investigation of the effect of curcumin on helicobacter pylori 5'-methylthioadenosine/s-adenosylhomocysteine nucleosidase with molecular dynamics method
Kurkuminin helikobakter pilori 5'-methylthıoadenosıne/s-adenosylhomocysteıne nucleosıdase üzerine etkisinin moleküler dinamik yöntemi ile incelenmesi
MAHDI IBRAHIM SAEED SAEED
Yüksek Lisans
İngilizce
2018
BiyofizikSiirt ÜniversitesiFizik Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ AHMET YILDIRIM
- Investigating structural and surface properties of serum proteins critical for protein adsorption on solid surfaces
Katı yüzeylerdeki protein adsorpsiyonu için serum proteinlerinin yapı ve yüzey özelliklerinin incelenmesi
ELAY EMÜL SEYMEN
Yüksek Lisans
İngilizce
2019
Kimya Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ AYŞE ÖZGE KÜRKÇÜOĞLU LEVİTAS