Computational investigation of interaction of several antiinflammatory and anti-hypertensive drug molecules with individual dna nucleobases and their base pairs by several DFT and QM/MM MD methods
Çeşitli iltihap önleyici ve anti-hipertansif ilaç moleküllerinin dna nükleobazları ve bu nükleobazların baz çiftleri ile olan etkileşimlerinin çeşitli DFT ve QM/MM MD yöntemleri ile incelenmesi
- Tez No: 734214
- Danışmanlar: PROF. DR. ARMAĞAN KINAL, PROF. DR. TOOMAS TAMM
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Kimya, Chemistry
- Anahtar Kelimeler: NSAIDs ilaçları, beta bloker ilaçlar, DNA-nükleobaz ve baz çiftleri, kovalent olmayan etkileşimler, QM/MM MD simulasyonları, DFT, DFT, non-covalent interactions, NSAIDs, beta blockers, DNAnucleobase, binding energies, docking, QM/MM MD simulation model
- Yıl: 2022
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Ege Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Kimya Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Fizikokimya Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: 174
Özet
Bu tez, seçilmiş çeşitli anti-inflamatuar ve anti-hipertansif ilaç moleküllerinin DNA nükleobazları ve baz çiftleri ile etkileşimlerini DFT ve QM/MM MD hesaplamalı kimya yöntemlerini kullanarak araştırmaktadır. İlk olarak, CCSD(T) sonuçlarıyla yapılan karşılaştırma, ωB97 ailesinin (ωB97X-D, ωB97M-V ve ωB97X-V) ilaç-DNA etkileşimleri için en iyi yöntemler olduğunu ortaya koydu. ωB97X-D hesaplamaları, ilaç-tek baz kompleksleri arasında en negatif bağlanma enerjisinin celiprolol ve guanin arasında olduğunu göstermiştir. Bununla birlikte, tek başına etkileşim enerjisinin değerlendirilmesi, ilaç-nükleobaz etkileşimini anlamak için yetersizdir. İlaç moleküllerinin hidrojen bağları üzerindeki etkileri açı ve mesafe açısından incelendiğinde, DFT hesaplamaları mefenamik asit ve oksaprozinin hem A-T hem de G-C baz çiftleri ile etkili bir şekilde etkileşen iki ilaç olduğuna işaret etmektedir. İlaçlar ve nükleobazlar için moleküler elektrostatik potansiyel (MEP) haritaları belirlenmiş ve bunların donör-alıcı ilişkisini açıklamada içgörü sağladıkları ve potansiyel etkileşimlere ışık tuttuğu gösterilmiştir. Ayrıca mefenamik asit ve oksaprozinin sulu ortamda DNA ile etkileşimleri üzerinde QM/MM MD hesaplamaları yapıldı. Model kuantum hesaplamaları (DFT), mefenamik asidin, QM/MM MD hesaplamalarında olduğu gibi, karboksilik grup aracılığıyla nükleobaz çiftleri ile etkileşim sağladığını ortaya çıkardı. Bu nedenle, burada bağlı olmayan etkileşimler için kullanılan DFT yöntemlerinin oldukça güvenilir olduğu söylenebilir.
Özet (Çeviri)
This thesis investigates the interactions of various selected anti-inflammatory and anti-hypertensive drug molecules with DNA nucleobases and their base pairs using the DFT and QM/MM MD computational chemistry methods. Firstly, the comparison with the CCSD(T) results revealed that the ωB97 family (ωB97X-D, ωB97M-V, and ωB97X-V) are the best methods for drug-DNA interactions. The ωB97X-D calculations indicated that the most negative binding energy among the drug-single base complexes is between celiprolol and guanine. However, evaluation of interaction energy alone is insufficient to understand drug-nucleobase interaction. When the effects of drug molecules on hydrogen bonds were examined in terms of angle and distance the DFT calculations point out that mefenamic acid and oxaprozin are the two drugs interacting effectively with both A-T and G-C base pairs. The molecular electrostatic potential (MEP) maps were determined for the drugs and nucleobases and it has been shown that they provide insight into explaining the donoracceptor relationship and shed light on potential interactions. In addition, QM/MM MD calculations were performed on interactions of mefenamic acid and oxaprozin with DNA in the aqueous medium. The model quantum calculations (DFT) revealed that mefenamic acid gives interaction with nucleobase pairs through the carboxylic group, as did the QM/MM MD calculations. Hence, the DFT methods employed here for non-bonded interactions can be said to be rather reliable.
Benzer Tezler
- Investigation of novel genes and functional roles in MEFV negative FMF patients through next-generation sequencing
MEFV negatif ailesel Akdeniz ateşi hastalarında yeni nesil dizileme yöntemiyle özgün genlerin ve işlevlerinin araştırılması
MERVE ÖZKILINÇ ÖNEN
Doktora
İngilizce
2023
Genetikİstanbul Teknik ÜniversitesiMoleküler Biyoloji-Genetik ve Biyoteknoloji Ana Bilim Dalı
PROF. DR. EDA TAHİR TURANLI
- Investigation of fluid structure interaction in cardiovascular system from diagnostic and pathological perspective
Dolaşım sistemindeki kan akışı ile damarlar arasındaki etkileşimlerin patolojik ve tanısal yönlerden incelenmesi
HÜSEYİN ENES SALMAN
Yüksek Lisans
İngilizce
2012
Makine MühendisliğiOrta Doğu Teknik ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. CÜNEYT SERT
YRD. DOÇ. DR. YİĞİT YAZICIOĞLU
- Investigation of beta-lactamase ligand binding in vivo and in silico
Beta-laktamaz ligand bağlanmasının hücre içinde ve hesaplamalı olarak incelenmesi
PINAR KANLIKILIÇER
Yüksek Lisans
İngilizce
2008
BiyoteknolojiBoğaziçi ÜniversitesiKimya Mühendisliği Bölümü
PROF. AMABLE HORTAÇSU
YRD. DOÇ. ELİF ÖZKIRIMLI ÖLMEZ
- Computational ınvestigation of endohedral hydrogen storage capabilities in several fullerene molecules (C60, C70, C76 etc.) and single wall carbon nanotubes (SWCNTS), employing semi empirical, ab ınitio electronic structure and density functional theory (DFT) methods
Çeşitli fulleren molekülleri (C60, C70, C76, vb.) ve tek katmanlı karbon nanotüpler (SWCNTS) içerisine hidrojen depolanma kapasitesinin yarı-ampirik, ab initio elektronik yapı yöntemleri ve yoğunluk fonksiyoneli teorisi (DFT) metotlarıyla hesapsal olarak incelenmesi
İrfan Aydoğdu
- Computational investigation of hydrogen storage in boron nitride nanotubes by using quantum chemical methods
Bor nitrür nanotüpleri içerisine hidrojen depolanmasının quantum kimyasal metotlar ile hesapsal olarak incelenmesi
SİNAN SAYHAN