Geri Dön

Targeted conformational transition pathways of large proteins by integrating elastic network modeling with Monte Carlo Simulations

Kollektif ağ modellemesi ve Monte Carlo Simulasyonları ile buyuk proteinlerin hedefli konformasyonel geçişleri

PDF İndir

  1. Tez No: 474312
  2. Yazar: YASEMİN YEŞİLTEPE
  3. Danışmanlar: PROF. PEMRA DORUKER TURGUT, PROF. TÜRKAN HALİLOĞLU
  4. Tez Türü: Yüksek Lisans
  5. Konular: Biyofizik, Biyokimya, Kimya Mühendisliği, Biophysics, Biochemistry, Chemical Engineering
  6. Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
  7. Yıl: 2017
  8. Dil: İngilizce
  9. Üniversite: Boğaziçi Üniversitesi
  10. Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
  11. Ana Bilim Dalı: Kimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
  12. Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
  13. Sayfa Sayısı: 162

Özet

Kaba ölçekli bir simülasyon tekniği olan ANM-MC'de anizotropik ağ yapı modeli (ANM) protein yapılarını hedefe doğru deforme etmek için gerekli kolektif modları sağlar ve Monte Carlo (MC) tekniği ise deforme edilen yapının enerjisini azaltır. ANM-MC bu tezde büyük proteinlerin kon-formasyonel geçiş yollarının incelenmesi amacı ile düzenlenmiştir. İncelenen veri kümesi, DNA'ya bağlanan, menteşe ve kayma türü hareket yapan 13 büyük proteinlerden oluşmaktadır. Bütün proteinler çoklu zincirli olup toplam rezidü sayıları 600 ile 8000 arasında değişmektedir. Başlangıç ve hedef deneysel yapıların arasındaki kök ortalama kare sapma değerleri 2.1 - 20.6 Å aralığındadır. ANM-MC parametrelerinin büyük proteinlere uygulanabilmesi için, adenilat kinaz and kalmodulin üzerinde bir ön calışma yapılmıştır. Daha sonra, bazı büyük proteinlerin geome-trilerinde makul olmayan yerel deformasyonların saptanmasıyla, değişken ANM deformasyonlarının kullanıldığı yeni bir ANM-MC versiyonu önerilmiştir. Bunun sonucunda verisetindeki bütün proteinler hedef yapılarına başarılı bir şekilde ulaşmıştır. Bazı proteinler hedefe ulaşmak için en yavaş 10 moddan fazlasına, özellikle 50 ile 150 arasındaki modlara ihtiyaç duymuştur. Bu proteinler için, nispeten daha düşük endeksli olan modlar simulasyonun başlangıc aşamasında baskın bir rol oynamış, ilerleyen aşamada ise yerini yüksek indeksli modlara bırakmıştır. Ayrıca, geçiş yolu üzerindeki kaba ölçekli yapılar, enerji minimizasyonu ile atomistik detayda yapılara geri dönüştürülmüştür. Verisetindeki her bir proteinin hesaplama maliyeti rapor edilerek, ANM-MC programının verimliliği gösterilmiştir.

Özet (Çeviri)

ANM-MC is a coarse-grained simulation technique, in which the anisotropic network model (ANM) generates the collective modes for deforming the protein structure towards target direction, and Monte Carlo (MC) algorithm minimizes the energy of the deformed structure. ANM-MC was modified in this thesis for the exploration of conformational transition pathways of large protein systems. The analyzed dataset consists of 13 large proteins that present either hinge-bending, DNA-binding or shear-type conformational transitions. All proteins contain multiple chains with 600 to 8000 residues in total. The distance (RMSD) between initial and final conformations spans a broad range of 2.1 - 20.6 Å. Initially, the adjustment of ANM-MC parameters to large proteins was performed using adenylate kinase and calmodulin. Later, detection of local implausible geometries for some large proteins lead to a modified version of ANM-MC with variable ANM deformations. As a result, all the proteins in the dataset approach the target structures successfully following suitable potential energy paths. Some of the proteins need more than the slowest 10 modes to approach the target better, specifically 50 to 150 modes may be necessary. For such proteins, relatively lower indexed modes still play a dominant role during initial stages of the simulation with higher indexed modes chosen in later stages. Furthermore, coarse-grained intermediates along the transition pathway are reverse-mapped to full-atomistic structures by energy minimization. ANM-MC program is highly efficient based on the reported computational cost for each protein in the dataset.

Benzer Tezler

  1. Tez No

    312124

    Analysis of cracking phenomena along conformational transition pathways of proteins

    Proteinlerin konformasyon geçiş yol izleri üzerinde çatlamanın incelenmesi

    ÇAĞLAR MERİÇER

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2012

    BiyofizikBoğaziçi Üniversitesi

    Kimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. PEMRA DORUKER TURGUT

  2. Tez No

    246298

    Conformational transitions of proteins explored by Monte Carlo simulations integrated with collective modes

    Proteinlerde konformasyonel geçişlerin kolektif modlar ve Monte Carlo simülasyon teknikleri ile incelenmesi

    NİGAR KANTARCI ÇARŞIBAŞI

    Doktora

    İngilizce

    İngilizce

    2009

    BiyomühendislikBoğaziçi Üniversitesi

    Kimya Mühendisliği Bölümü

    PROF. PEMRA DORUKER TURGUT

    PROF. TÜRKAN HALİLOĞLU

  3. Tez No

    367662

    Environment induced conformational transition in peptides

    Peptitlerde çevresel etkilerle yapısal geçişler

    CAHİT DALGIÇDİR

    Doktora

    İngilizce

    İngilizce

    2014

    BiyofizikKoç Üniversitesi

    Hesaplamalı Bilimler ve Mühendislik Ana Bilim Dalı

    YRD. DOÇ. DR. MEHMET SAYAR

  4. Tez No

    371749

    Conformational transitions of proteins using multi-scale modeling approaches

    Çok ölçekli modelleme yaklaşımları ile proteinlerin konformasyonel geçişleri

    ARZU UYAR

    Doktora

    İngilizce

    İngilizce

    2014

    BiyofizikBoğaziçi Üniversitesi

    Kimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. PEMRA DORUKER TURGUT

  5. Tez No

    270431

    Investigation of PTP1B activation mechanism by computational methods

    PTP1B aktivasyon mekanizmasının hesapsal yollarla incelenmesi

    BURCU ÖZKARAL

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2010

    BiyomühendislikBoğaziçi Üniversitesi

    Kimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    YRD. DOÇ. BURAK ALAKENT

    YRD. DOÇ. ELİF ÖZKIRIMLI ÖLMEZ

Geri Dön