Drug design against antimicrobial resistance
Antimikrobiyal dirence karşı ilaç tasarımı
- Tez No: 434000
- Danışmanlar: DOÇ. DR. ELİF ÖZKIRIMLI ÖLMEZ, DOÇ. DR. BERNA SARIYAR AKBULUT
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Kimya Mühendisliği, Chemical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2016
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Boğaziçi Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Kimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 224
Özet
Hücre-delici peptitler, antimikrobik özellikler taşıma potansiyelinden dolayı birçok çalışmaya konu olmuştur. Bu çalışmada hücre-delici peptitlerin bakteriyel ve hayvansal zarlar üzerindeki işleyiş mekanizmasının anlaşılması ve antimikrobiyal ilaç tasarımında kullanılma potansyelinin belirlenmesi amaçlanmıştır. Çalışmada; melittin, pVEC peptit yapıları, POPC ve POPE zar yapıları VMD aracılığıyla oluşturulmuştur. Her peptitin farklı tip hücre zarından geçiş SMD simülasyonları gerçekleştirilmiştir. SMD simülasyonlarından, peptitin çift katmanlı hücre zarı üzerinde, ortasında ve altında bulunduğu noktalarda fotoğraf alınarak MD simülasyonları uygulanmıştır. Simülasyonların incelenmesi, peptitlerin enerji, güç ve işe karşı uzaklık profili takip edilerek gerçekleştirilmiştir. Çalışma sonucunda, tek bir melittin ve pVEC peptitinin hücre zarından geçişi hakkında detaylı bilgiler edinilmiştir. Peptitlerin elektrostatik enerjileri, POPC zarlarında daha yüksek olduğu ve çift katmanlı zardan geçişinin zorlaştığı gözlemlenmiştir. Melittin sarmal oranının POPE zarında daha yüksek olduğu tespit edilmiştir. Melittinin POPC zarında daha düşük sarmal oranına sahip olması, peptit kalıntılarının zar lipitleri ile olan etkileşiminin artmasına ve lipit düzenini etkileyerek geçici gözenek oluşmasını kolaylaştırabileceği düşünülmektedir. POPE zarının daha çok incelmesi zardan sızıntı oluşma olasılığını arttırması aşikârdır. pVEC, melittin'e göre zardan daha fazla su molekülü geçişini sağlamıştır. POPC zarından daha fazla su molekülünün geçmesine yol açan pVEC'in, zarın geçirgenliğini arttıracağı böylece daha fazla peptitin geçişine ortam sağlayacağı öngörülmektedir. MD sonuçlarında; pVEC, POPE zarını tercih ettiği, melittinin ise iki zar tipinde de yakınlaşma eğilimi olduğu görülmüştür. Kütle merkezinden çekildiğinde, melittinin enerji bariyerlerinden dolayı üst P katmanından geçişinin zor olduğu, fakat zar geçişiyle birlikte su geçişinin daha fazla olduğu gözlemlenmiştir. 1/10 (yavaş) hız ile çekildiğinde, melittin peptitinin zar geçişinden önce üst P katmanına α-sarmal şeklinde parallel yerleştiği görülmüştür. 151.68 ns süresince melittinin sadece zarın ortasına kadar ilerlediği, diğer melittin POPE simülasyonlarında melittinin zar geçişi 58, 50 ve 38 ns sürdüğü gözlemlenmiştir.
Özet (Çeviri)
Cell penetrating peptides are extensively studied due to their potential for having antimicrobial properties. The purpose of this study is to understand the mechanisms of certain cell penetrating peptides in bacterial and mammalian membranes and to research their potential in antimicrobial drug design. In this study, melittin and pVEC peptide structures along with POPC and POPE membranes were constructed in VMD and the passage of each peptide through bilayers of each membrane type were simulated using SMD simulations. MD simulations were carried out by taking snapshots of SMD simulations while the peptide was located on the top, middle, and bottom of the bilayer. The simulations were examined by following energy, force and work vs. distance profiles of peptides. The results gave insight on melittin and pVEC interactions with POPE and POPC membranes as they are transported through bilayers. Compared to POPE membrane, the electrostatic energies were higher in POPC membrane making it harder for peptides to penetrate the bilayer. Melittin helicity was higher in POPE bilayer. The observed lower helicity in POPC membrane is thought to facilitate pore formation by increasing interactions of residues with membrane lipids and effecting lipid orders. In POPE membrane another mechanism might be at work. POPE membrane thinned more which may increase the probability of leakage. The pVEC peptide lead to more water insertion inside the bilayers compared to melittin peptide. Furthermore, pVEC caused more water molecules to penetrate POPC membrane. This may increase the permeability of the membrane and increase uptake of more peptides. In MD simulations, pVEC preferred POPE membrane over POPC membrane while melittin had affinity for both membranes. When melittin center of mass was pulled, due to energy barriers melittin penetrated the upper P layer of the bilayer with difficulty but caused more water penetration into the bilayer compared to other simulations. When melittin was pulled with 1/10th velocity, it stayed in a parallel position on the upper P layer of membrane in α-helix structure before penetration. After 151.68 ns, melittin only reached the center of the bilayer while in other melittin POPE simulations it took melittin 58, 50 and 38 ns to pass through the bilayer.
Benzer Tezler
- Yeni sentezlenmiş bazı pirazolin eklenmiş triazol türevlerinin antimikrobiyal aktivite ve toksisitelerinin belirlenmesi
Determination of some new synthesized pyrazoline adjoint triazol derivate's antimicrobial activity and toxicities
CEM KARAEL
Yüksek Lisans
Türkçe
2006
BiyolojiAnadolu ÜniversitesiBiyoloji Ana Bilim Dalı
ÖĞR. GÖR. MUHİTTİN ARSLANYOLU
- 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
- Perilendiimid türevlerinin sentezi ve antimikrobiyal aktivitelerinin saptanması
The synthesis of perylenediimide derivatives and determination of antimicrobial activities
ŞAFAK YAĞAN
Yüksek Lisans
Türkçe
2014
BiyokimyaBalıkesir ÜniversitesiKimya Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. FUNDA YÜKRÜK
- Evaluation of the antimicrobial activity of berberine
Berberinin antimikrobiyal aktivitesinin değerlendirilmesi
KÜBRA KARAOSMANOĞLU
Yüksek Lisans
İngilizce
2012
BiyolojiMarmara ÜniversitesiBiyomühendislik Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. BERNA SARIYAR AKBULUT
PROF. DR. IŞIL AKSAN KURNAZ
- Bazı yeni benzoksazol bileşiklerinin sentez, yapı aydınlatmaları, antimikrobiyal etki ve moleküler docking çalışmaları
Synthesis, structure elucidation, antimicrobial activity molecular docking studies of some new benzoxazole compounds
NAGİHAN FAYDALI
Doktora
Türkçe
2024
Eczacılık ve FarmakolojiAnkara ÜniversitesiFarmasötik Kimya Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ÖZLEM TEMİZ ARPACI