Investigation of dynamic allostery in motor proteins
Motor proteinlerin dinamik allosterisinin incelenmesi
- Tez No: 338874
- Danışmanlar: PROF. DR. TÜRKAN HALİLOĞLU
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Biyoloji, Biology
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2013
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Boğaziçi Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Kimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 70
Özet
Allosteri protein fonksiyonunun düzenlenmesinde anahtar bir kavramdır. İletişim yolları, allosterik sinyal veya enerji yayılma yollarının eşdeğeri olan, allosterik mekanizmasının en önemli yönüdür. Monte Carlo patika üretimi ve kuvvet dağılımı analizi allosterik sinyal iletiminde önemli rolü olan rezidüleri belirlemek için yeni yöntemler olarak önerilmiştir. Metodoloji genellikle hücre içi ortamda kargo taşımacılığı temel unsuru olan motor proteinlere uygulanmıştır. Kinesin proteini, ATP bağlanması ve hareketliliği arasındaki doğrudan ilgi ve allosterik sinyal geçişine dayalı iletişime bağlı olduğu için burada bir vaka çalışması olarak kullanılır. Analizlerin amacı bilinen önemli allosterik bölgeler dışında başka bir anahtar bölge bulmak olup, kullanılan iki metodun sonucunda yeni bir bölge grafik merkezi parametreleri ve kuvvet dağılım analizleri sonucunda önerilmiştir. Monte Carlo yolu oluşturma yöntemi için PDZ proteinleri, sığır rodopsin proteini ve kuvvet dağılımı için metionin represörü ve pürin represörü üzerinde test çalışmaları yapılmıştır. Tahmin edilen allosterik rezidüler önceki çalışmalar ile bir uyum göstermektedir. Algoritmaların doğrulanması için, atomik kuvvet mikroskobu ile çekme deneyleri yapılmaktadır. Farklı bölgelerden kuvvet uygulaması ile kopma kuvveti değişim hesaplanması, yaklaşımların geçerliliği hakkında bilgi verecektir. Önerilen çalışma olarak, yeni bulunan bölgeler farklı işlevlenme yöntemleriyle test edilecektir. Genel olarak, önerilen yöntemler sinyal olaylarının önemi olan rezidüleri tanımlamak için potansiyele sahiptir.
Özet (Çeviri)
Allostery is a key concept in regulation of protein function. The communication pathways which are equivalent of the allosteric signaling or energy propagation pathways are the most significant aspect of allosteric mechanism. A Brownian dynamics simulation approach with force distribution analysis is proposed to determine key residues that have a role in allosteric signal transmission. Along, another stochastic approach -Monte Carlo path generation- is also implemented to define likely allosteric pathways through generating an ensemble of maximum probability paths. The force distribution analysis is tested on methionine repressor and purine repressor. The Monte Carlo path generation method is applied on various proteins such as PDZ domain, bovine rhodopsin and three different structures of myosin. The predicted residues that have a significant effect on the allosteric signaling are in agreement with the previous studies. As a case study, the main focus is Kinesin motor protein, which is a key element of cargo transport in intracellular environment. The ATP binding and the motility are directly related and communicated based on allosteric signaling in this molecule. The analyses based on both methodologies are aimed to define allosteric pathways and key sites in signaling. The predicted regions by both methods are successful in determination of the residues that plays a key role in signaling previously determined by other studies. Based on the graph centrality parameters and force distribution analysis, a novel allosteric site proposed (Cys 176). For the validation of algorithms as well as the specific allosteric sites therein, pulling experiments with atomic force microscopy are considered and performed experiments are simulated with some design plans proposed. The change in the rupture force by application of external force from different sites may provide information about the validity of the computational approaches and validate importance of the predicted sites. As a further study, three predicted sites will be tested via different functionalization methods. Overall, the proposed methodologies have potential to identify residues of importance in signaling event.
Benzer Tezler
- Investigation of conformational changes in antibodies using computational methods
Antikorlarda konformasyonel değişimlerin hesaplamalı yöntemlerle incelenmesi
MEHMET EMİN AYGEN
Yüksek Lisans
İngilizce
2024
Biyokimyaİzmir Yüksek Teknoloji EnstitüsüBiyomühendislik Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ ARZU UYAR
- Revealing the dynamic changes induced by various peptides on TCR-pMHC via molecular dynamics simulation techniques
TCR-pMHC'de çeşitli peptidlerin neden olduğu dinamik değişimlerin moleküler dinamik simülasyon teknikleri ile ortaya çıkarılması
ELİF NAZ BİNGÖL AKSOY
Doktora
İngilizce
2024
BiyofizikMarmara ÜniversitesiBiyomühendislik Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. PEMRA ÖZBEK SARICA
- Investigation of the intracellular loop 3 and allosteric mechanisms of β2-adrenergic among G-protein coupled receptors
Β2-adrenergic proteininin allosteri mekanizmalarının ve üçüncü hücre içi ilmiğinin G-protein kenetli proteinler kapsamında incelemesi
EBRU ÇETİN
Yüksek Lisans
İngilizce
2017
BiyofizikKoç ÜniversitesiHesaplamalı Bilimler ve Mühendislik Ana Bilim Dalı
PROF. DR. BURAK ERMAN
PROF. DR. ADEM LEVEND DEMİREL
PROF. DR. TÜRKAN HALİLOĞLU
- Computational investigation of protein dynamics based on energy dissipation
Proteın dinamiği üzerine enerji dağılımına dayalı hesapsal araştırma
ELİF NAZ BİNGÖL
Yüksek Lisans
İngilizce
2017
BiyomühendislikMarmara ÜniversitesiBiyomühendislik Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. PEMRA ÖZBEK SARICA
- Moleküler modelleme yöntemleri kullanılarak bazı enzim ve proteinlerin alosterik etki ile inhibisyon ve aktivasyonlarının araştırılması
Investigation of inhibition and activation of some enzymes and proteins by allosteric effect using molecular modeling methods
MEHMET MURAT YAŞAR
Doktora
Türkçe
2022
Fizik ve Fizik MühendisliğiAkdeniz ÜniversitesiFizik Ana Bilim Dalı
PROF. DR. İSMAİL HAKKI SARPÜN
PROF. DR. EROL EROĞLU