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: Biyomühendislik, Biyofizik, Biyokimya, Bioengineering, Biophysics, Biochemistry
  6. Anahtar Kelimeler: Hesaplamalı Örnekleme Yöntemleri, Protein Dinamigi, Gelismis, Bilgisayar destekli benzetim, Dinamik benzetim, Fonksiyonel olmayan tutum, Katlanmış proteinler, Moleküler dinamik benzetimi, Monte Carlo benzetimi, Reaksiyon mekanizması, Computational Sampling Methods, Protein Dynamics, Enhanced Sampling Methods, ANM-LD, Conformational Change, Elastic Network Model, Computer aided simulation, Dynamic simulation, Dysfunctional attitude, Folded proteins, Molecular dynamic simulation, Monte Carlo simulation, Reaction mechanism
  7. Yıl: 2021
  8. Dil: İngilizce
  9. Üniversite: Boğaziçi Üniversitesi
  10. Enstitü: Biyomedikal Mühendislik Enstitüsü
  11. Ana Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
  12. Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
  13. Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.

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

    996594

    Seismic resilience of steel plate shear walls enhanced with innovative hybrid viscoelastic dampers: A numerical investigation

    Yenilikçi hibrit viskoelastik sönümleyicilerle güçlendirilmiş çelik levha perde duvarların sismik dayanımı: Nümerik bir inceleme

    RAGAB GOMAA TOHAMY MOHAMMED

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2026

    İnşaat Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesi

    İnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. BARLAS ÖZDEN ÇAĞLAYAN

  2. Tez No

    876305

    Çamaşır makinesi atık suyunun arıtımı ve yeniden kullanımı için selüloz nanofibril kaplamalı nanolif membranların geliştirilmesi

    Development of cellulose nanofibrile coated nanofiber membranes for the treatment and reuse of washing machine wastewater

    SEZER GENÇTÜRK

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2024

    Çevre Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesi

    Çevre Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. DERYA YÜKSEL İMER

  3. Tez No

    1019479

    Frekans seçici yüzeyler (FSY) ile duyarlılığı iyileştirilmiş mikroşerit yama antenli hibrit yakın alan glikoz tespit sensörü tasarımı

    Design of a hybrid near-field glucose sensing sensor based on a microstrip patch antenna with sensitivity enhancement using frequency selective surfaces (FSS)

    UMUT KÖSE

    Doktora

    Türkçe

    Türkçe

    2026

    Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesi

    Elektronik ve Haberleşme Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. MESUT KARTAL

  4. Tez No

    981681

    Design and optimization of compact vivaldi antenna with matching medium for microwave brain imaging applications

    Mikrodalga beyin görüntüleme uygulamaları için eşleştirme ortamına sahip kompak vıvaldı antenin tasarımı ve optimizasyonu

    CAFER UYANIK

    Doktora

    İngilizce

    İngilizce

    2025

    Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesi

    Elektronik ve Haberleşme Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. İBRAHİM AKDUMAN

  5. 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

    Makine Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesi

    Gemi İnşaatı ve Gemi Makineleri Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. SELMA ERGİN

Geri Dön