Correlations between function changing mutations in glucocorticoid receptor's evolution and their significance to mode coupling
Glukokortikoid almaç evriminde işlev değişimine yol açan mutasyonların mod etkileşimi ile korelasyonu ve mod etkileşimi açısından önemi
- Tez No: 397256
- Danışmanlar: YRD. DOÇ. DR. ALKAN KABAKÇIOĞLU
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Biyofizik, Fizik ve Fizik Mühendisliği, Biophysics, Physics and Physics Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2015
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Koç Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Fizik Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 66
Özet
Proteinler, bütün canlılarda bulunan ve metabolik tepkimelerin katalizlenmesinden DNA ̧çoğaltılmasına, hücre içi taşımaya kadar pek çok işlevde görev alan büyük biyolojik moleküllerdir. Proteinlerin sahip olduğu karmaşık dinamiği incelemek için amino asitler arasında doğrusal etkileşimleri ve etkileşmeyen modları varsayan modeller geliştirilmiştir. Buna rağmen, doğrusal olmayan ve etkileşen modların varlığı ve bunların allosteri ile olan ilişkisi çok uzun bir zamandır bilinmektedir. Bu tez iki kısımdan oluşmaktadır. Birinci kısımda, protein dinamiğinde anharmonik ve mod etkile şimi kavramları ve bu doğrusal olmayan etkilerin ne şekilde sisteme dahil edilebileceği, yakın zamanlarda geliştirdiğimiz ̧cözümsel modeli temel alarak tanıtıyoruz. Bu modeli glukokortikoid almaç proteinleri (GR) ve bunların evrimsel geçmişine, bu sürecte meydana gelen işlev deği şimine yol açan mutasyonların dinamik özelliklerini incelemek için uyguluyoruz. Bütün seviyelerdeki (ikili, üçlü, ...) mod etkileşimlerini gözönüne alarak, her bir amino asit için belli bir mod etkileşim puanı hesaplıyoruz. Gelişstirdiğimiz puanlama şeması sayesinde, işlev değişimine yol açan mutasyonlar ile bu amino asitlerin mod etkileşimi arasında önemli bir bağlaşıklık olduğunu gösteriyoruz. Ikinci kısımda, ikili mod etkileşimlerine odaklanıyoruz ve modların ikili etkileşim kuvvetini gözönüne alan bir sayısal yöntem geliştiriyoruz. Işlevsel açıdan en alakalı salınım modlarının belirlenmesinin yanında, bu analiz aynı zamanda her iki modda da yüksek salınım yapan amino asitler ile daha önceden hesaplanmış mod etkileşim puanları arasında ciddi bir bağlaşıklık olduğunu görmemizi sağlıyor. Bulduğumuz sonuçlar, ikili mod etkileşimlerinin GR proteinlerinde baskın bir rolü olduğunu gösteriyor. Öte yandan, her iki yöntem arasındaki farklılıklar, daha yüksek seviyeli mod etkileşimlerinin de ihmal edilebilir seviyede olmadığını belirtiyor. Özetle, sonuçlarımız doğrusal olmayan etkileşimlerin belirlenmesinin işlevsel açıdan önemli amino asitlerin bulunmasına yardımcı olabilecek bir araç olduğunu gösteriyor.
Özet (Çeviri)
Proteins are large biomolecules that exist in all living organisms and participate in virtually all biological processes including catalysis of metabolic reactions, DNA replication, intracellular transport, and more. Several physical models developed for understanding the complex functional dynamics of proteins make use of harmonic interactions between amino acids which results in non-interacting vibrational modes. However, presence of anharmonic interactions and mode coupling in these systems has been known for many years and they are believed to be particularly relevant to allostery. This thesis is composed of two parts. In the first part, we introduce the concept of marginal anharmonicity and mode coupling in protein dynamics and describe how to quantify them by means of a recently developed analytical model which naturally accommodates nonlinear interactions. We apply this model to glucocorticoid recep- tors in an evolutionary setting, in order to investigate the dynamical properties of function changing mutations that occurred along the lineage of GR proteins. Consid- ering mode interactions at all orders (pairwise and higher), we assign a mode coupling score to each amino acid in the protein. Using this scoring scheme, we show that there exists significant correlation between function changing mutations and the role of the mutation locations in mode coupling. In the second part, we focus on mode pairs and propose a quantitative measure that reflects how strongly two vibrational modes interact. In addition to identifying most (functionally) relevant collective modes in the dynamics, this analysis also allows us to observe a significant overlap between positions that are active in both members of a strongly interacting mode pair and the earlier mode coupling scores, hence indi- cating the dominance of pairwise (two-body) interactions in the non-Gaussian contribution to GR protein dynamics. On the other hand, the differences between the two approaches also suggest that higher-order contributions to the dynamics are not negligible. Overall, our findings promote identification of nonlinear contributions to the dynamics as a useful tool for highlighting functionally important sites in proteins.
Benzer Tezler
- Başparmak tendon yaralanmalı hastalarda kavrama paternlerinde meydana gelen değişikliklerle üst ekstremite fonksiyonel durumunun incelenmesi
Investigation of changing in grasping patterns and upper extremity functional status in patients with tendon injury of THUMB
MERVE SARIİPEK
Yüksek Lisans
Türkçe
2019
Fizyoterapi ve RehabilitasyonPamukkale ÜniversitesiFizik Tedavi ve Rehabilitasyon Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ALİ KİTİŞ
DR. ÖĞR. ÜYESİ ALİ ÇAĞDAŞ YÖRÜKOĞLU
- Implications of NFV-SDN technology on the telecom sector in Turkey
NFV-SDN teknolojisinin Türkiye'deki telekom sektörüne etkilerinin araştırılması
AHMET ÇETİN
Yüksek Lisans
İngilizce
2022
İşletmeİstanbul Teknik Üniversitesiİşletme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. DERYA GÜLTEKİN
DOÇ. DR. NİHAN YILDIRIM
- Computing structural analogies of musical rhythms in visual design
Müzikal ritimlerin görsel tasarımdaki yapısal karşılıklarının hesaplanması
SEÇKİN MADEN
Doktora
İngilizce
2021
Mimarlıkİstanbul Teknik ÜniversitesiBilişim Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MİNE ÖZKAR KABAKÇIOĞLU
- Çok yönlü dizilerin çokdeğişkenliliği yükseltilmiş çarpımlar gösterilimi aracılığıyla ayrıştırımı ve uygulamaları
Multi-way array decomposition via enhanced multivariance product representation and application
EVRİM KORKMAZ ÖZAY
Doktora
Türkçe
2015
Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve Kontrolİstanbul Teknik ÜniversitesiHesaplamalı Bilimler ve Mühendislik Ana Bilim Dalı
PROF. DR. METİN DEMİRALP