Integrated molecular modeling approaches for the novel therapeutics by using cytosolic and membrane‐bound target proteins as model systems
Model sistemler olarak sitosolik ve membrana bağlı hedef proteinlerin kullanılarak yeni terapötiklere yönelik entegre moleküler modelleme yaklaşımları
- Tez No: 692481
- Danışmanlar: PROF. DR. SERDAR DURDAĞI
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Biyofizik, Biyoloji, Kimya, Biophysics, Biology, Chemistry
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2021
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Bahçeşehir Üniversitesi
- Enstitü: Sağlık Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Nörobilim Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 164
Özet
Son otuz yılda, biyolojik bilginin artması ve gelişen hesaplama kaynaklarının daha başarılı tedavi ve ilaç tasarımı vizyonuyla birleşmesiyle hesaplamalı biyoloji alanına, özellikle yeni hesaplama araçları ve modellerinin geliştirilmesine olan ilgi büyük ölçüde artmıştır. Son yıllarda, moleküler modelleme yaklaşımları büyük ilerleme kaydetmiş ve in siliko çalışmalar birçok kimyasal, fiziksel ve biyolojik çalışmanın temel unsuru haline gelmiştir. Böylelikle fizyolojik süreçleri bilgisayar ortamında taklit etmek ve hücresel olayları araştırmak için çok boyutlu yaklaşımlarda temel bir araç olmuştur. Günümüzde bilgisayarların hızı ve kapasitesi hızla arttıkça daha büyük ve daha karmaşık sistemler üzerinde çalışmak mümkün hale gelmiştir. İn siliko tekniklerin atom düzeyindeki etkileşimleri araştırma yeteneği, klinik ve biyolojik olarak önemli proteinlerin işlevleri hakkındaki bilgilerimizi ilerletmemize yardımcı olmaktadır. Bu çalışma, farklı ortamlarda (sitosolik, membrana bağlı ve her ikisinin birlikte olduğu) üç hedef model sistemin moleküler mekanizmalarını yapısal ve dinamik profilleri açısından inceleyerek yeni terapötiklerin ve tedavi stratejilerinin önerisine uygun entegre in siliko yaklaşımları göstermeyi amaçlamakadır. Bu sebeple, CDP-L-Ribitol Pirofosforilaz A (CRPPA), sitozolik protein model sistemini olarak; sarkoplazmik / endoplazmik retikulum kalsiyum ATPaz 1 (SERCA1) hem sitosolik hem membran temsili olarak ve de kalsitonin geniilişkili peptid reseptörü (CGRPR) de membrana bağlı protein model sistemi olarak seçilmiştir. Bu çalışmada, atomik mekanizmaların (örneğin, insan CRPPA'sının temel katalitik döngüsü, yabani tip insan SERCA1'in modellenerek temel pompa döngüsü ve yeni mutant varyantına kıyasla temel pompa döngüsü, RAMP1'in CGRPR için yapısal ve dinamik önemi, gibi) detayları araştırılarak çeşitli sistemlerde in silico yaklaşımların etkinliği gösterilerek bu alanda in siliko ve in vitro olarak yapılacak daha ileri çalışmalar için bir temel oluşturulmuştur.
Özet (Çeviri)
Over the last three decades, the quantity and complexity of biological knowledge combined with developing computational resources and the vision of more potent treatment and drug design has created an expanding interest in the computational biology field, especially in the development of new computational tools and models. In recent years, molecular modeling approaches have made great progress and in silico studies have become core elements of many chemical, physical and biological studies, thereby becoming a principal tool in multidimensional approaches for mimicking physiological processes and investigating cellular phenomena. It became possible to study on larger and more complex systems as the speed and capacity of computers rapidly increased. The ability to investigate the atomic-level interactions helps us to further our knowledge of the functions of clinically and biologically important proteins. This study aims to investigate molecular mechanisms of three target model systems with different environments (as the representatives of cytosolic, membrane-bound and both) in terms of their structural and dynamic profiles, hereby to suggest integrated in silico approaches suitable for the proposal of novel therapeutics and treatment strategies. In this thesis study, the CDP-L-Ribitol Pyrophosphorylase A (CRPPA) is chosen to represent the cytosolic protein model system; the sarcoplasmic/endoplasmic reticulum calcium ATPase 1 (SERCA1) is selected as both cytosolic-membrane represent, and finally, the calcitonin gene-related peptide receptor (CGRPR) is selected as membrane-bound protein model system. We demonstrated the effectiveness of in silico approaches in a variety of systems, by investigating the atomistic mechanisms (e.g., the base catalytic cycle of human CRPPA, the base pump cycle of wildtype human SERCA1 compared to our novel mutant variant, and the structural and dynamical importance of RAMP1 to the CGRPR), hereby building a base for the further studies in silico and in vitro.
Benzer Tezler
- Multi-scale modeling and investigation of activation mechanisms of G protein-coupled receptors
G-protein kenetli reseptörlerin aktivasyon mekanizmalarının çok boyutlu modelleme yöntemleri ile incelenmesi
RAMİN EKHTEIARI SALMAS
Doktora
İngilizce
2015
Biyokimyaİstanbul Teknik ÜniversitesiKimya Ana Bilim Dalı
Prof. Dr. MİNE YURTSEVER
Assoc. Prof. Dr. SERDAR DURDAĞI
- Efficient machine learning models for cancer biology
Kanser biyolojisi için etkin yapay öğrenme modelleri
AYYÜCE BEGÜM BEKTAŞ
Doktora
İngilizce
2022
Endüstri ve Endüstri MühendisliğiKoç ÜniversitesiEndüstri Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. MEHMET GÖNEN
- Comparison of Entropy and Ensemble-based feature selection through network analysis of Alzheimers disease-associated variants
Alzheimer ile ilişkili varyantların ağ analizi üzerinden Entropy ve Ensemble bazlı değişken seçiminin karşılaştırılması
SEVDA RAFATOV
Yüksek Lisans
İngilizce
2022
BiyoistatistikOrta Doğu Teknik ÜniversitesiSağlık Bilişimi Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. YEŞİM AYDIN SON
- Exploiting molecular networks by repurposed drugs and novel small molecules in hepatocellular carcinoma cells and stem cells for new therapeutic options
Moleküler ağların aydınlatılmasıyla yeniden konumlandırılan ilaçlar ve yeni küçük moleküllerlerin hepatosellüler karsinom hücreleri ve kök hücrelerinde etkili yeni terapötikler olarak ortaya çıkarılması
ESRA NALBAT
Doktora
İngilizce
2023
Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve KontrolOrta Doğu Teknik ÜniversitesiSağlık Bilişimi Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MEHMET VOLKAN ATALAY
PROF. DR. RENGÜL ATALAY