Computational design of a protein-based coenzyme A biosensor
Protein temelli bir koenzim A biyosensörünün hesaplamalı dizaynı
- Tez No: 759551
- Danışmanlar: PROF. DR. CANAN ATILGAN
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Biyofizik, Biyomühendislik, Biophysics, Bioengineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2022
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Sabancı Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Malzeme Bilimi ve Nanomühendislik Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 79
Özet
Hücrenin rutin işlerinin yürütülmesinde proteinler ile birlikte metabolik yolaklara dahil olan birçok küçük molekül de yer almaktadır. Bu moleküllerin hücre içi konsantrasyonlarındaki değişimler, hücresel anormalliklerin göstergesi olduğundan, onları yerinde izlemek ve ölçmek çok önemlidir. Bu bağlamda, genetik kodlanmış floresan biyosensörler (GKFB), kendiliğinden floresan verebilen proteinleri kullanarak, hücredeki dinamik olayların gerçek zamanlı ölçülmesine olanak sağlarlar. Temel olarak analit-algılama alanından ve floresans proteininden (FP) oluşan GKFB'ler, ilgili analitin bağlanmasıyla protein yapısında meydana gelen değişikliğin, FP'nin kromofor bölgesini tetiklemesi ve floresan veriminde bir değişikliğe sebep olması prensibine dayanmaktadır. Maalesef ki, GKFB'lerin geliştirilmesi uzun bir deneme-yanılma süreci gerektirmektedir. Oysaki, hesaplamalı yöntemler kullanarak bu tasarım adımlarını rasyonelleştirmek ve moleküler düzeyde tasarıma müdahaleler yapabilmek mümkündür. Bu motivasyonla, GKFB'lerin tasarım probleminin ancak protein yapı-dinamiğinin bütünsel bir anlayışla iyileştirilebileceği hipotezi kapsamında, GKFB geliştirilmesi için bir başlangıç tasarım fikri sağlayabilecek, hesaplamalı bir iş akışı geliştirdik. Bu doğrultuda, koenzim a (KoA) molekülünü hedef analit olarak seçtik ve döngüsel permütasyonlu floresan protein temelli KoA GKFB'ler için olası modeller önerdik. Sunduğumuz iş planımız yalnızca KoA biyosensör geliştirilmesi için tasarımlar sunmakla kalmayıp, aynı zamanda herhangi bir hedef analit için de FP temelli biyosensörlerin hesaplamalı tasarımının da önünü açmaktadır.
Özet (Çeviri)
Cell environment comprises many small molecules involved in metabolic processes along with proteins to carry out its routine work. Since changes in the intracellular concentrations of these molecules are indicative of cellular abnormalities, it is crucial to monitor and measure these molecules in situ. With this regard, genetically encoded fluorescent biosensors (GEFBs) have come into prominence as they enable real-time measurement of dynamic events in cell by using the intrinsic fluorescence property of proteins. The GEFBs, basically consisting of an analyte-sensing domain and fluorescent protein (FP), are based on the principle that the conformational change in the protein upon binding of the analyte of interest triggers the chromophore microenvironment of the FP, thus giving rise to a detectable change in the fluorescence yield. Developing GEFBs requires a long trial-and-error process. However, in theory, it is possible to rationalize these design steps using computational methods and to make effective interventions to the design at the molecular level. With this motivation, in the scope of the hypothesis that the GEFBs design problem can only be optimized with a holistic understanding of the structure-dynamics of proteins, we developed a computational workflow that can provide an initial design idea for GEFB construction. To this end, we selected coenzyme a (CoA) molecule as a target analyte, and developed possible design models for single circularly permuted FP-based CoA GEFBs. Our pipeline not only provides design models for CoA biosensor construction, but also paves the way for the computational design of FP-based biosensors for any generic analyte.
Benzer Tezler
- Protein engineering applications on industrially important enzymes
Endüstriyel öneme sahip enzimlerin protein mühendisliği uygulamaları
GÜLŞAH ÖZGÜN
Doktora
İngilizce
2019
Biyoteknolojiİstanbul Teknik ÜniversitesiMoleküler Biyoloji-Genetik ve Biyoteknoloji Ana Bilim Dalı
PROF. DR. NEVİN GÜL KARAGÜLER
- In silico modeling and molecular dynamics simulations of a cpGFP-derived fluorescent oxytocin receptor biosensor
cpGFP'den türetilmiş floresan oksitosin reseptörü biyosensörünün in-silico moleküler modelleme ve moleküler dinamik simülasyonlarının araştırılması
BOUTHAINA ZENDER
Yüksek Lisans
İngilizce
2024
BiyomühendislikBahçeşehir ÜniversitesiBiyomühendislik Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ ALPER DEVRİM ÖZKAN
- Alt sekans profil haritaları kullanılarak protein katlanması tanıma
Protein fold recognition using subsequence profile maps
RUŞEN HALEPMOLLASI
Yüksek Lisans
Türkçe
2016
Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve Kontrolİstanbul Teknik ÜniversitesiBilgisayar Mühendisliği Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. ÖMER SİNAN SARAÇ
- Risk-aware model based control and applications on whey separation processes
Başlık çevirisi yok
MUHAMMED BAHADIR SALTIK
Doktora
İngilizce
2018
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiTechnische Universiteit EindhovenYrd. DOÇ. Dr. LEYLA ÖZKAN
- Nörodejeneratif hastalıkların tedavisinde önemli rol oynayan monoamin oksidaz enzim (mao) inhibitörlerin bilgisayar destekli yöntemler kullanılarak tasarlanması
Design of monoamine oxidase enzyme (mao) inhibitors play important role in the treatment of neurodegenerative diseases using computer aided methods
YUSUF SERHAT İŞ
Doktora
Türkçe
2019
Kimyaİstanbul Teknik ÜniversitesiKimya Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MİNE YURTSEVER
PROF. DR. SERDAR DURDAĞI