The investigation of RalGDS-ral signaling pathway via molecular dynamics simulations
RalGDS-Ral sinyal yolağının Moleküler Dinamik Simulasyon metodu ile incelenmesi
- Tez No: 591344
- Danışmanlar: PROF. DR. ZEHRA ÖZLEM KESKİN ÖZKAYA, PROF. DR. ATTİLA GÜRSOY
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Biyofizik, Biyoloji, Genetik, Biophysics, Biology, Genetics
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2019
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Koç Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Moleküler Biyoloji ve Genetik Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 101
Özet
En az 35 üyeden oluşmakta olan Ras ailesi, GTP-GTP aracılı moleküler anahtarlar olarak hücrede görev alırlar. Çeşitli hücre dışı uyaranlara karşılık olarak, aktif hale gelirler ve efektör proteinlerini (Raf, PI3K ve RalGDS) plazma zarına yakın bölgeye çağırarak onlarla fiziksel etkileşim kurarlar ve sinyal iletimini sağlamış olurlar. Raf kaskadı ve PI3K yolakları uzun zamandır çalışılıyor olup, detaylandırılmış yolaklarken; RalGDS sinyal yolağı ise son zamanlarda araştırma konusu haline gelmiştir. Ras ailesinin dört üyesi insan kanseri türlerinde en sık mutasyona uğramış proteinler olarak bilinirler: H-Ras, N-Ras, K-Ras4A and K-Ras4B. Ras ailesinin diğer iyi bilinen üyeleri, Rap1 ve Ral proteinleridir. Önde gelen dört üye iyi karakterize edilmişken; Rap1 ve Ral proteinlerinin hücresel fonksiyonları henüz tam olarak açıklığa kavuşmamıştır. Bu çalışma, RalGDS-Ral sinyal yolunu moleküler dinamik (MD) simulasyon yöntemi kullanarak, Ras aile üyeleri (K-Ras, Rap1) ve Ral efektör interaksiyonları doğrultusunda detaylı bir şekilde incelemeyi hedeflemiştir. Bu amaç doğrultusunda beş Ras sistemi ve iki Ral sistemi oluşturulmuştur. Beş Ras sistemi; K-Ras4Bwt-RalGDS-RBD kompleksini içeren yabanıl tip system, K-Ras4BG12D-RalGDS-RBD ve K-Ras4BG12V-RalGDS-RBD komplekslerini içeren kontrol sistemleri, K-Ras4BG12V+E37G-RalGDS-RBD kompleksini içeren mutasyonlu sistem ve Rap1wt-RalGDS-RBD kompleksini içeren Rap1 sisteminden oluşurken; iki Ral sistemi, Ral-Sec5 ve Ral-Exo84 efektör interaksiyonunu içeren sistemlerden oluşmaktadır. Totalde oluşturulmuş yedi sistem, Ras ilişkili RalGDS-Ral yolağının arkasındaki mekanizmayı ayrıntılı bir şekilde anlamak için tasarlanmıştır. Ral-efektör proteinlerinin kompleks oluşturmasında önemli görevi olan Ral üzerindeki amino asitler, iki Ral sisteminin birbiriyle karşılaştırılmasıyla ortaya çıkartılmıştır. Stabil kompleks ve güçlü bağ oluşturmada etkin role sahip olan amino asitler MD metodu ile incelenmiştir. Bu çalışmada, sistemleri oluşturan proteinler üzerindeki önemli amino asitleri ortaya çıkardık. Ras proteinindeki Ser39, Rap1'deki Lys31, RalGDS'deki Tyr31, Asn54, ve Asp56 amino asitleri, Ras aile üyeleri ile RalGDS arasındaki güçlü kompleks oluşumunu tetikleyici etkiye sahip olduğu düşünülen amino asitlerdir. Daha önceki çalışmalardan, Sec5 ve Exo84'ün RalA proteini üzerinde kısmi ortak bağlanma bölgeleri olduğu bilinmektedir. RalA proteinindeki bu bölgeye ait amino asitler bu çalışma sayesinde çoğunlukla keşfedilmiştir: Glu44, Ala48, Asp49, Ser50, Arg52, Tyr75. Ral-efektör proteinlerinin kompleks oluşturmasında önemli görevi olan Ral üzerindeki amino asitler, iki Ral sisteminin birbiriyle karşılaştırılmasıyla ortaya çıkartılmıştır. Bu amino asitler, Asp49, Glu73, Asp74, ve Asn81 olarak belirtilmiştir. Aynı zamanda Sec5 ve Exo84 proteinleri üzerindeki kompleks oluşumunda önemli görevi olan amino asitler de ortaya çıkarılmıştır. Ras proteinleri onlarca yıldır araştırma konusu olmuştur. Uzun süreli calışmalara rağmen bu proteinlerin onkojenik etkisini hedef alan ilaç üretilememiştir. Bu çalışmanın uzun vadedeki amacı özellikle Ras ilişkili RalGDS sinyal yolağını hedef alan küçük moleküller geliştirmektir.
Özet (Çeviri)
Ras family is composed of at least 35 proteins that are known as GTP-GDP mediated molecular switches that regulate most of the cellular processes through physical interactions with their wide variety of effector proteins. In response to the diverse extracellular stimuli, they become activated, and then recruit their effector proteins (Raf, PI3K, and RalGDS) to the plasma membrane and transmit the signal. Raf cascade and PI3K pathways are well-established effector pathways; RalGDS lately become the research scrutiny. There are four prominent members of the family: H-Ras, N-Ras, K-Ras4A and K-Ras4B proteins that are found as the most frequently mutated proteins in human cancer types. The other well-known Ras members are Rap1 and Ral proteins. Whereas prominent members are well-characterized; the cellular functions of Rap1 and Ral are yet to be understood. In this study, the main aim is to elaborate the RalGDS-Ral signalling pathway in complex with Ras family members (K-Ras, Rap1) and Ral effector proteins using molecular dynamics simulations. The five Ras systems and two Ral systems were generated to elaborate upstream and downstream of RalGDS signaling cascade. The five Ras systems are comprised of K-Ras4Bwt-RalGDS-RBD as a wild-type system, K-Ras4BG12D-RalGDS-RBD and K-Ras4BG12V-RalGDS-RBD as control systems, K-Ras4BG12V+E37G-RalGDS-RBD as a mutational system, and Rap1wt-RalGDS-RBD as a Rap1 system; the two Ral sytems are composed of Ral-Sec5 and Ral-Exo84 effector interactions. The systems were designed to give insight into details of mechanism behind Ras-induced RalGDS-Ral pathway. The frequently involved residues that are responsible for stable complex formations and strong bond formations were investigated via MD simulations. We proposed the residues, Ser39 on Ras; Lys31 in Rap1; Tyr31, Asn54 and Asp56 on RalGDS as significant residues that amplify binding affinity between Ras family members and Ras Binding Domain of RalGDS. It is known that Sec5 and Exo84 have partially overlapping residues on RalA. We discovered most of the common involved residues on RalA in both interactions, which are Glu44, Ala48, Asp49, Ser50, Arg52, Tyr75. The comparison of two Ral systems allowed us to identify important residues that amplify binding affinity of RalA to its effector proteins. These residues are Asp49, Glu73, Asp74, and Asn81. We further demonstrate the frequently involves important residues on Sec5 and Exo84. Ras proteins have been scrutinizing for decades; however, they are still undruggable. The long-term purpose of this intense research is to develop small molecules that target Ras dependent RalGDS signaling particularly.
Benzer Tezler
- Turning the spotlight on a long-overlooked pathway: molecular dynamics investigation of ras family members with RalGDS
Başlık çevirisi yok
KAYRA KÖSOĞLU
Yüksek Lisans
İngilizce
2021
BiyofizikKoç ÜniversitesiMoleküler Biyokimya ve Genetik Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ZEHRA ÖZLEM KESKİN ÖZKAYA
- Geleneksel tedavi planlama yöntemleri ile kesici dişler için saptanan sefalometrik düzeltme miktarlarının artikülatör kayıtları dikkate alınarak incelenmesi
The Investigation of cephalometrik correction amounts for incisors determined by the conventional treatment planning methods by means of articulator registrations
TUNÇ ALTIOK
- Non-steroid antienflamatuar ilaçların kemik rejenerasyonuna etkisinin incelenmesi
The İnvestigation of the influence non-steroid anti-inflammatory drugs on bone regeneration
ESRA KONAK SAYGIN
Doktora
Türkçe
1997
Diş HekimliğiAnkara ÜniversitesiPeriodontoloji Ana Bilim Dalı
PROF. DR. HAMİT BOSTANCI
- Geleneksel Türk sucuklarına ısı işlemi uygulanıp uygulanmadığının araştırılması
The Investigation of heat treatment was either applied or non applied in turkish fermented sausage (Sucuk)
SİNAN ZOR
Yüksek Lisans
Türkçe
1998
Veteriner HekimliğiAnkara ÜniversitesiBesin Hijyeni ve Teknolojisi Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ŞERİF KAYMAZ
- Püskürtülebilen tipteki kozmetik bir kısım emülsiyonlarda yüzey gerilimin partikül büyüklüğü ve bazı fiziksel parametreler üzerine etkilerinin incelenmesi
The Investigation of the effects of surface tension on particle size and some physical parameters of spraying type of some cosmetic emulsions
ÖZGE İNAL
Yüksek Lisans
Türkçe
1998
Eczacılık ve FarmakolojiAnkara ÜniversitesiFarmasötik Teknoloji Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. ALTAN YÜKSEL