Computational characterization of ligand specificity and promiscuity of Staphylococcus aureus nora efflux pump
Başlık çevirisi mevcut değil.
- Tez No: 789029
- Danışmanlar: DOÇ. DR. ONUR SERÇİNOĞLU
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Biyomühendislik, Bioengineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2023
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Gebze Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Biyomühendislik Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Biyoinformatik ve Sistem Biyolojisi Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: 79
Özet
Staphylococcus aureus is a gram-positive bacterial pathogen which is highly adaptive to environmental conditions and causes various disorders. Excessive usage of antibiotics may result in development of antibiotic resistance in S. aureus. A major antibiotic resistance mechanism is increase in the activity of transmembrane multi-drug efflux pump proteins. NorA is the most studied efflux pump in S. aureus, which belongs to the Major Facilitator Superfamily (MFS). NorA has been shown to contribute to resistance against a variety of small molecules, such as hydrophilic fluoroquinolone antibiotics, antiseptics, biocides, and dyes such as ethidium bromide. Moreover, a variety of small molecule inhibitors of NorA have been found as well. A remarkable feature of these NorA inhibitors is their structural dissimilarity, which suggests promiscuous ligand recognition by NorA. Here, we aimed to characterize the structural aspects of ligand specificity and promiscuity of NorA by analyzing the binding behavior of NorA inhibitors into potential ligand binding sites within the internal cavity of the NorA protein structure. For this purpose, a list of known NorA inhibitors were docked into detected ligand binding pockets on an ensemble of modelled NorA structures generated via molecular dynamics simulations. A clustering analysis based on molecular similarity and binding fingerprints indicated that binding sites of chemically different ligands were consistent, in line with the promiscuous nature of NorA. On the other hand, residues 47F, 19I, 98R, 16F, 140F, 78F, 23I, 22V, 105A, and 44V were found to play a prominent role in ligand binding. Our findings may guide further research on discovery of novel NorA inhibitors.
Özet (Çeviri)
Staphylococcus aureus, çevresel koşullara uyum kapasitesi yüksek ve çeşitli enfeksiyon hastalıklarına neden olan gram pozitif patojen bir bakteri türüdür. Bilinçsiz ve aşırı miktarlarda antibiyotik kullanımı S. aureus bakterisinde antibiyotik direncinin gelişmesine neden olabilmektedir. Antibiyotik direncinin kazanılmasında önemli rol oynayan mekanizmalardan biri, transmembran çoklu ilaç dışa atım pompası proteinlerinin aktivitesindeki artıştır. NorA, Majör Fasilitatör Süperfamilyası'na (MFS) mensup bir S. Aureus proteinidir ve bu tür pompa proteinleri arasında en çok çalışılan dışa atım pompasıdır. NorA'nın hidrofilik florokinolon antibiyotikler, antiseptikler, biyositler ve etidyum bromür gibi boyaları da içeren çeşitli küçük moleküllere karşı S. aureus'un direnç kazanmasına katkıda bulunduğu gösterilmiştir. Ayrıca, NorA'nın çeşitli küçük molekül inhibitörleri de bulunmuştur. Bu NorA inhibitörlerinin dikkate değer bir özelliği, oldukça farklı yapılara sahip olmalarına rağmen NorA tarafından seçimsiz olarak tanınmalarıdır. Bu tez çalışmasında, NorA inhibitörlerinin NorA protein yapısının iç kavitesindeki potansiyel ligand bağlanma bölgelerine bağlanma davranışını analiz ederek, NorA'nın özgül/seçimsiz ligand tanımasının yapısal yönlerini karakterize edilmesi amaçlanmıştır. Bu amaçla, öncelikle bilinen NorA inhibitörleri, moleküler dinamik simülasyonları yoluyla elde edilen NorA konformasyonlarında tespit edilen ligand bağlama ceplerine yerleştirilmiştir. Moleküler benzerliğe ve bağlanma bölgelerine dayanan bir kümeleme analizi, kimyasal olarak farklı ligandların bağlanma bölgelerinin büyük ölçüde benzerlik gösterdiğini ortaya koymuştur. Elde edilen sonuçlar, NorA yapısında bulunan 47F, 19I, 98R, 16F, 140F, 78F, 23I, 22V, 105A ve 44V amino asitlerinin ligand bağlanmasında önemli bir rol oynadığına da işaret etmektedir. Bu tez çalışmasında elde edilen bulgular, yeni NorA inhibitörlerinin keşfi üzerine yapılacak çalışmalara rehberlik edebilecektir.
Benzer Tezler
- Yeni piridin halkalı SNS pincer tipi ligand ve bazı metal komplekslerinin sentezi karakterizasyonu ve hesapsal çalışması
Characterization and computational study of the synthesis of a new pyridine ring pincer type ligand and some metal complexes
AYSUN KOÇ SATILOĞLU
Yüksek Lisans
Türkçe
2022
KimyaGaziantep ÜniversitesiKimya Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. TUĞBA TAŞKIN TOK
DR. ÖĞR. ÜYESİ HATİCE GAMZE SOĞUKÖMEROĞULLARI
- Characterization of metal ions interactions in immobilized metal ion affinity chromatography by using computational tools
İmmobilize metal iyon afinite kromatografisinde kullanılan metal iyonların bilgisayarlı ortamda etkileşim özelliklerinin belirlenmesi
DIMA SALHA
Yüksek Lisans
İngilizce
2017
BiyomühendislikHacettepe ÜniversitesiBiyomühendislik Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ADİL DENİZLİ
- Substitue piridin türevleri içeren aminofosfin türü ligandların sentezi, karakterizasyonu ve bazı geçiş metal komplekslerinin hazırlanması
Synthesis and characterization of aminophosphines containing substituted pyridine derivatives and their metal complexes
BURCU MALGAÇ
- Revealing the analytical potential of FcγRIa (CD64) as a ligand molecule for IgG1 capture and antigen sensing: Evaluation of Fcγria ectodomain via molecular dynamics
IgG1 yakalama ve antijen algılama için ligand molekülü olarak FcyRIa'nın (CD64) analitik potansiyelinin ortaya çıkarılması: FcyRIa ekto bölgesinin moleküler dinamikler yoluyla değerlendirilmesi
EDA ÇAPKIN
Doktora
İngilizce
2023
BiyolojiSabancı ÜniversitesiMoleküler Biyoloji-Genetik ve Biyomühendislik Ana Bilim Dalı
DOÇ. MERAL YÜCE
- Perturbation-response and noise dynamics in proteins and representation learning for biomolecular simulations
Proteinlerde pertürbasyon-tepki ve gürültü dinamiği ve biyomoleküler simülasyonlarda temsil öğrenme
YASEMİN BOZKURT VAROLGÜNEŞ
Doktora
İngilizce
2020
Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve KontrolKoç ÜniversitesiElektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ALPER DEMİR