A computational study on bacterial trigger factor and ribosome dynamics
Bakterilerde bulunan trigger factor proteini ve ribozom dinamikleri üzerine hesapsal çalışma
- Tez No: 371750
- Danışmanlar: PROF. DR. PEMRA DORUKER TURGUT
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Kimya Mühendisliği, Chemical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2014
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Boğaziçi Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Kimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 86
Özet
Bakteri ve kloroplast hücrelerinde bulunan 'Trigger factor' (TF) proteini, yeni sentezlenen protein zincirleriyle ile ilk etkileşen ve onların özgün katlanmış yapılarına ulaşmalarına yardımcı olan bir proteindir. Bu tezde 200 ns uzunluğunda dört bağımsız moleküler dinamik (MD) simülasyonu su ortamında farklı iyonik güçlerde gerçekleştirilmiştir (29 mM, 50 mM ve 150 mM için iki simülasyon). Arayapıların başlangıç yapısından kök ortalama kare sapmaları ve rezidülerin ortalama yapıya göre ortalama kare dalgalanmaları TF'teki yüksek esnekliği göstermiştir. Jirasyon yarıçapında yüksek salınımlar gözlenmiş olmasına rağman literatürde TF için belirtilmiş tam katlanmış hal tespit edilmemiştir. 29 mM simülasyonunda bağlanma bölgesinde ilmekten heliks oluşumu gerçekleşmiştir. Simülasyonların temel bileşen analizleri ve anizotropik ağyapı modeli (ANM) hesaplamaları ile serbest TF proteininin kollektif dinamikleri incelenmiştir. İki metot ile elde edilen bölge dağılımları birbirleriyle uyumludur. İlk kollektif modda, üç ana bölge olan bağlanma bölgesi (BD), merkez bölgesi (BD) ve kafa bölgesi (HD) birbirbirleriyle zıt hareket etmektedir. 150 mM simülasyonu için kafa bölgesinin merkez üzerine olan hareketi daha baskınken, 29 mM ve 50 mM simülasyonlarında bağlanma-merkez ve merkez-kafa bölgelerindeki açılıp kapanma aynı andadır. Dört simulasyonu oluşturan tüm arayapılar proteinin tümü ve bölgeler bazında hizalanap, kümelenmiştir. Elde edilen kümeler, bölge içi ve bölgeler arası yapısal değişimleri izah etmiştir. Büyük kümelerdeki yapılar, TF ile birlikte kristalize edilmiş olan 50S ribozom altbiriminin bağlanma bölgesine yanaştırılmış ve ribozome-TF kompleksinin dinamikleri incelenmiştir. ANM sekiz farklı 50S-TF yanaştırılmış kompleksine uygulanmıştır. TF'nin 50S üzerindeki pozisyonu ve konformasyonuna bağlı olarak kollektif dinamikleri değişmiştir. Yanaştırılmış komplekslerin çoğunda, kafa bölgesi serbest haldeki TF'e göre daha geniştir, ve serbest yapıdaki gibi bağlanma ve merkez bölgeleriyle zıt olrak hareket etmektedir. İki yanaştırılmış yapıda ise kafa bölgesi 50S ile tamamen ilişkili olarak hareket etmektedir. Toplam çözücü ulaşabilir yüzey alanı ve jirasyon yarıçapının dağılımları uyumludur.
Özet (Çeviri)
Trigger factor (TF), found in bacterial cells and chloroplasts, is the first chaperone that welcomes the newly synthesized nascent polypeptide chains to acquire their native fold. In this thesis, four independent 200 ns long molecular dynamics (MD) simulations were performed in explicit solvent at different ionic strengths (29 mM, 50 mM and two simulations for 150 mM). Root mean square deviations from initial structure and residue mean square fluctuations from the average structure indicated high conformational flexibility of TF. Large oscillations in gyration radius were also observed, but a fully collapsed state reported recently was not detected. A unique coil to helix formation in the binding loop took place during 29 mM run. Principal component analysis of MD trajectories and anisotropic network modelling (ANM) calculations were carried out to reveal the collective dynamics of apo TF. Domain decompositions within TF obtained from both of these methods were consistent. In the first collective mode, there is generally an anti-correlated motion between the three major domains, namely binding (BD), core (CD) and head (HD) domains. HD motion with respect to CD is more dominant at 150 mM ionic strength, however opening/closing between BD-CD and CD-HD appear at the same time at 29 mM and 50 mM runs. All snapshots from four simulations were clustered after performing overall alignment and domain-wise alignment. Resulting clusters further elucidated the inter-domain and intra-domain conformational changes. Dynamics of TF-ribosome complex were investigated after docking centroids from major clusters of apo TF runs on to a fragment of BD that was co-crystallized with ribosome 50S subunit. ANM was applied on eight different ribosome 50S-docked TF complexes. The collective dynamics were modified upon complex formation depending on the conformation and position of TF docked on 50S. For most docked conformers, HD was larger compared to apo TF, moving again in an anti-correlated manner with respect to BD and CD. In two of the docked conformers, TF moved as a fully correlated entity on 50S. Distribution of total solvent accessiable surface values calculated for all structure was similar to the distribution of gyration radii.
Benzer Tezler
- Computational study on allostery in bacterial ribosome
Bakteriyel ribozomda allosterik iletişim yolları üzerine hesaplamalı calışmalar
HATİCE ZEYNEP KİBAR
Yüksek Lisans
İngilizce
2019
Polimer Bilim ve TeknolojisiBoğaziçi ÜniversitesiHesaplamalı Bilimler ve Mühendislik Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MEHMET LEVENT KURNAZ
- Geogrid-donatılı kum zemine oturan temellerin taşıma kapasitesi
Bearing copacity of footings on geogrid-reinforced sand
TEMEL YETİMOĞLU
- Investigation the functions of novel g-quadruplex structures in e. coli genome
E. coli genomunda bulunan yeni g-quadruplex yapılarının fonksiyonlarının incelenmesi
HÜSEYİN SAYGIN PORTAKAL
Yüksek Lisans
İngilizce
2021
Biyomühendislikİzmir Ekonomi ÜniversitesiBiyomühendislik Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. OSMAN DOLUCA
- Karbon nanotüp ve nanomateryal-temelli modifiye elektrotlarla enerjetik maddelerin voltametrik tayini
Voltammetric determination of energetic materials with carbon nanotube and nanomaterial-based modified electrodes
AYSU ARMAN
- O-asetilpeptidoglukan esteraz (APE1) enziminin tepkime mekanizmasının ın silico yöntemlerle aydınlatılması
Elucidation of reaction mechanism of APE1 enzyme with in silico methods
ZEYNEP AKSAKAL
Yüksek Lisans
Türkçe
2019
Kimyaİstanbul Teknik ÜniversitesiKimya Ana Bilim Dalı
PROF. DR. NURCAN TÜZÜN
PROF. DR. FETHİYE AYLİN SUNGUR