Molecular dynamics study of the interactions between thymoquinone and lipid bilayers
Timokinon ve çift tabakalı lipit etkileşiminin moleküler dinamik çalışması
- Tez No: 789280
- Danışmanlar: DOÇ. DR. NAZAR İLERİ ERCAN
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Kimya Mühendisliği, Chemical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2022
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Boğaziçi Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Kimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 149
Özet
Antitümör aktiviteye sahip bir fitokimyasal olan timokinon ve onun türevi aminotimokinonun, basit ve kompleks çift tabakalı lipit modellerle etkileşimlerini anlamak için Moleküler Dinamik (MD) Simülasyonları kullanılarak çalışmalar yapıldı. Modellerin MD simülasyonları, tüm atom (AA) ve kaba taneli (CG) kuvvet alanları, yani OPLS-AA ve MARTINI 3 kullanılarak gerçekleştirilmiştir. Kaba taneleme sırasında moleküllerin çözünürlüğünün azalıyor olmasına rağmen, moleküllerin kimyasal ve termodinamik özellikleri büyük bir çoğunlukla korunmuştur. Bağlar ve iki düzlemli açıların dağılımları, AA ve CG modellerinin eşleşmesini doğruladı ve serbest enerji hesaplamaları, %10'dan daha az hata ile deneysel logP değerleriyle uyumuyla yeni modellerin tekrarlanabilirliğini gösterdi. AA ve CG timokinon modelleri DOPC ve POPC çift tabakalı lipitleri üzerinde kullanılmış ve sistemler sade çift tabakalar ile karşılaştırılmıştır. Lipit başına alan, çift tabaka kalınlığı, lipit zincirlerinin düzen parametreleri ve yanal difüzyon katsayıları ile çift tabakalı lipitlerin yapısal özellikleri hesaplandı. CG moleküllerin iki farklı model olan normal ve kanser membran modeli ile etkileşimi, basit çift tabakalar için kullanılan yöntemlere ek olarak, çift tabakalardaki moleküllerin oryantasyonu, yoğunluk dağılımı ve radyal dağılım fonksiyonu (RDF) yoluyla da araştırıldı. Her iki molekül de azalmış çift tabaka kalınlıkları ile birlikte çift tabakada incelmeye yol açmış, ancak lipit başına düşen alan değerleri de artmıştır. Benzer şekilde, her iki molekül de çift tabakaların düzenini azalttı, ancak timokinonun normal membran modellerindeki etkisi biraz daha net görüldü. Timokinon model membranların içinde diffüz ederken, aminotimokinon lipitlerin baş gruplarının yakınında bulunmayı tercih etti. Genel olarak, her iki molekül de, küçük farklılıklar dışında, model membranların lipitleri ile benzer şekilde etkileşime girdi.
Özet (Çeviri)
Thymoquinone, a phytochemical with antitumor activity, and its derivative aminothymoquinone were investigated using Molecular Dynamics (MD) Simulations to understand their interactions with simple and complex bilayer models. MD simulations of the models were performed using all atom (AA) and coarse-grained (CG) force fields, i.e., the OPLS-AA and MARTINI 3. Although the resolution of the molecules decreased during coarse-graining, the chemical and thermodynamic properties of the molecules were mostly retained. The bond and dihedral distributions validated the matching of AA and CG models, and the free energy calculations showed the reproducibility of new models apart from the agreement with the experimental logP values with less than 10% of error. AA and CG thymoquinone models were used with DOPC and POPC bilayers and the systems were compared with the sole bilayers. The structural properties of bilayers including area per lipid, bilayer thickness, order parameters, and lateral diffusion coefficients were computed. The interaction of CG molecules with two different normal and cancer membrane models was also investigated through the orientation of the molecules in the bilayers, the density distribution, and radial distribution function (RDF) in addition to the methods used for simple bilayer. Both molecules resulted in bilayer thinning with decreased bilayer thicknesses but increased the area per lipid values. Similarly, both molecules decreased the ordering of the bilayers, but the effect was slightly more significant with thymoquinone in normal membrane models. While thymoquinone diffused inside the model membranes, aminothymoquinone preferred to reside near the head groups of lipids. Overall, both molecules interacted similarly, in general, with the lipids of the model membranes, apart from small differences.
Benzer Tezler
- Multi-scale study of the dynamics of self-organizing molecular systems
Kendi kendine örgütlenen moleküler sistemlerin dinamiğinin çok-ölçekli incelenmesi
GÖKHAN KAÇAR
- Molecular dynamics study of the thermal conductivity in nanofluids
Nanoakışkanlarda termal iletkenliğin moleküler dinamik hesaplamaları
İREM TOPAL
Yüksek Lisans
İngilizce
2017
Fizik ve Fizik Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiFizik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. CEM ÖZGÜR SERVANTİE
- Molecular dynamics simulation study on the interactions between DNA and a conjugated polyelectrolyte (cationic oligothiophene)
DNA ve bir iletken polielektrolit (katyonik oligotiyofen) arasındaki etkileşimler üzerine moleküler dinamik simülasyon çalışması
NEHİR NALINCI BARBAK
Yüksek Lisans
İngilizce
2019
Kimyaİzmir Yüksek Teknoloji EnstitüsüKimya Ana Bilim Dalı
PROF. DR. NURAN ELMACI IRMAK
- Theoretical characterization of colloid-polymer nano-composites
Kolloid-polimer nano-bileşiklerin teorik karakterizasyonu
EKİN KÜÇÜKSÖNMEZ
Doktora
İngilizce
2023
Fizik ve Fizik Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiFizik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. CEM SERVANTIE
- Determination of effect of hydrogen on aluminium and its alloys by experimental studies and molecular dynamic simulations
Hidrojenin alüminyum ve alaşımları üzerindeki etkisinin deneysel çalışmalar ve moleküler dinamik simülasyonlar ile belirlenmesi
AHMET TIĞLI
Doktora
İngilizce
2024
Metalurji Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMetalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. DERYA DIŞPINAR