Geri Dön

Development of a hybrid methodology for investigation and manipulation of functional mechanisms of biological macromolecules with a focus on non-globular proteins

Globüler olmayan proteinler kapsamında biyolojik makromoleküllerin işlevsel mekanizmalarının incelenmesi ve manipülasyonu için hibrid bir yöntemin geliştirilmesi

PDF İndir

  1. Tez No: 689420
  2. Yazar: BURÇİN ACAR
  3. Danışmanlar: PROF. DR. AHMET ADEMOĞLU, PROF. DR. TÜRKAN HALİLOĞLU
  4. Tez Türü: Doktora
  5. Konular: Biyofizik, Biyokimya, Biyomühendislik, Biophysics, Biochemistry, Bioengineering
  6. Anahtar Kelimeler: Hesaplamalı Örnekleme Yöntemleri, Protein Dinamigi, Gelismis, Computational Sampling Methods, Protein Dynamics, Enhanced Sampling Methods, ANM-LD, Conformational Change, Elastic Network Model
  7. Yıl: 2021
  8. Dil: İngilizce
  9. Üniversite: Boğaziçi Üniversitesi
  10. Enstitü: Biyo-Medikal Mühendislik Enstitüsü
  11. Ana Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
  12. Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
  13. Sayfa Sayısı: 132

Özet

ÖZET GLOBÜLER OLMAYAN PROTEINLER MERKEZINDE BIYOLOJIK MAKROMOLEKÜLLERIN ISLEVLERININ ARASTIRILMASI VE YÖNLENDIRILMESI IÇIN MELEZ BIR YÖNTEMIN GELISTIRILMESI Anizotropik ag modeli (ANM) rehberli Langevin Dynamics (LD) simülasyonu (ANM-LD), geleneksel yöntemlerin yetersiz kaldıgı protein konformasyon degisikliklerini incelemek amacıyla laboratuvarımızda gelistirilmis, ileri bir hesaplamalı örnekleme yöntemidir. ANM-LD'nin performansı, öncelikle çesitli küresel olmayan proteinlerde degerlendirilmis, daha sonra B12 vitamini tasıyıcı proteini BtuCD'de elde edilen sonuçlar, deneysel gözlemler ve maltoz alıcı MalFGK2 ve lipid baglı oligosakkarit tasıyıcı PglK proteinleri için saglanan hesaplamalı sonuçlar ile karsılastırılarak detaylı irdelenmistir. ANM-LD, BtuCD rezidü hareketlerini, gözlemlenen FRET yogunluklarıyla uyumlu olarak tahmin ederken, bu proteinler arasındaki islevsel mekanizma farklılıklarını da saptamayı basarmıstır. Yapılar arası geçisi mümkün kılan anahtar rezidüler, islevsel rezidü agları olarak tanımlanmıs ve bu rezidüler için tahmin edilen sarsım tepkileri, BtuCD'nin bu bölgelerde olusturulan mutantlarının islev deneyleriyle oldukça uyumlu sonuç vermistir (26 mutantın 25'i). Daha sonra simülasyon algoritması, örneklemenin iyilestirilmesi amacıyla, c-Src kinaz ve BtuCD sistemleri üzerinde denererek, çesitli yönlerden gelistirilmistir. Bu iyilestirmeler c-Src kinazda onkogenik bölgelerle örtüsen anahtar rezidülerin belirlenmesini saglamıstır. BtuCD'de ise simülasyona rehberlik eden mod havuzunun çesitlendirilmesi baska geçis patikalarının bulunmasıyla sonuçlanmıstır. Özetle, ANM-LD; pratikligi ve esnekligi ile, proteinlerin dinamiklerini ve çalısma mekanizmalarınıincelemek, ve allosterik iletisim aglarını çıkarmak ve protein islevini tasarlamak hedeflerine yönelik etkili bir araç olarak durmaktadır.

Özet (Çeviri)

ABSTRACT DEVELOPMENT OF A HYBRID METHODOLOGY FOR INVESTIGATION AND MANIPULATION OF FUNCTIONAL MECHANISMS OF BIOLOGICAL MACROMOLECULES WITH A FOCUS ON NON-GLOBULAR PROTEINS Anisotropic Network Model (ANM) guided Langevin Dynamics (LD) method (ANM-LD) is an enhanced sampling algorithm, in-house developed to study conformational changes between functional protein structures, that are not possible by traditional techniques. In this thesis, the applicability of ANM-LD was validated on various non-globular systems, then assessed on vitamin B12 importer BtuCD by means of experimental observations and comparison of computational outcomes with maltose importer MalFGK2 and lipid-linked oligosaccharide flippase PglK. ANM-LD succeeded to extract the mechanistic differences among these transporters while predicting fluctuations and allosteric couplings of BtuCD residues in agreement with previous experiments and observed FRET intensities. The dynamically key residues enabling the sampled transition were defined as functional residue networks and their estimated perturbation response were highly agreeable with the functional assays of the BtuCD mutants on these sites (25 out of 26 mutants functioned as predicted). Later ANM-LD algorithm was advanced to improve sampling, then tested on case systems c-Src kinase and BtuCD. In c-src kinase, these enhancements enabled to predict dynamically key sites that overlapped with known oncogenic mutation sites. In BtuCD, diversification of guiding modes resulted in alternative transition pathways. Consequently with its practicality and modularity; ANM-LD stands as an efficient tool to study protein dynamics and their working mechanisms and to extract allosteric communication networks, toward the aim of controlling protein function.

Benzer Tezler

  1. Tez No

    421066

    Natural ventilation of high-rise buildings a methodology for planning with different analysis tools and case-study integration

    Çok katlı binalarda doğal havalandırma farklı analiz araçları ve örnek alan entegrasyonu ile planlama için bir yöntem

    TOBIAS SCHULZE

    Doktora

    İngilizce

    İngilizce

    2015

    Enerjiİstanbul Teknik Üniversitesi

    Mimarlık Ana Bilim Dalı

    Prof. Dr. AYŞE ZERRİN YILMAZ

    PROF. DR. MARCO PERINO

  2. Tez No

    838083

    Gemilerde kullanılan seçici katalitik indirgeme sistemlerinde tortu oluşumunun ve azot oksit indirgeme performanslarının deneysel ve sayısal olarak incelenmesi

    Experimental and numerical investigation of urea-deposit formation and nitrogen oxide reduction performances in selective catalytic reduction systems used on marine vessels

    TALAT GÖKÇER CANYURT

    Doktora

    Türkçe

    Türkçe

    2023

    Gemi Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesi

    Gemi İnşaatı ve Gemi Makineleri Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. SELMA ERGİN

  3. Tez No

    879077

    Çok kriterli karar verme yöntemine dayali inşaat projelerinde sürdürülebilir malzeme seçimi

    Sustainable material selection in construction projects based on multi-criteria decision-making method

    EBRAHIM AGHAZADEH

    Doktora

    Türkçe

    Türkçe

    2024

    İnşaat Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesi

    İnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. HASAN YILDIRIM

  4. Tez No

    836474

    Gemi makine dairesi bakım işlemlerinin verimlilik analizi

    Efficiency analysis of maintenance of ship machinery systems

    ÇAĞLAR KARATUĞ

    Doktora

    Türkçe

    Türkçe

    2023

    Deniz Bilimleriİstanbul Teknik Üniversitesi

    Deniz Ulaştırma Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. YASİN ARSLANOĞLU

  5. Tez No

    575291

    Analysis of wave propagation characteristics and design methods in two dimensional photonic bandgap structures

    İki boyutlu fotonik bant durduran yapılarda dalga analizi ve tasarım yöntemleri

    ONUR ERKAN

    Doktora

    İngilizce

    İngilizce

    2019

    Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesi

    Elektronik ve Haberleşme Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. SERKAN ŞİMŞEK

Geri Dön