Geri Dön

Küçük iletkenlikli mekanosensitif iyon kanalı (MscS)'nın antibakteriyel ilaç hedefi olarak yapısal değişimlerinin incelenmesi

Examination of the structural changes of small conductivity mechanosensitive ion channel (MscS) as an antibacterial drug target

PDF İndir

  1. Tez No: 827188
  2. Yazar: SEGÜN DOĞRU YAŞAR
  3. Danışmanlar: PROF. DR. AKIN YEŞİLKAYA
  4. Tez Türü: Doktora
  5. Konular: Biyokimya, Biochemistry
  6. Anahtar Kelimeler: MscS, Viyomisin, Hücre canlılığı, KriyoEM, MD simülasyon, Bakteriler, Benzetim, Biyokimya, Escherichia coli, Hücre canlılığı, Mitomisin, Moleküler dinamik, İyon kanalları, MscS, Viomycin, Cell viability, CryoEM, MD simulations, Bacteria, Simulation, Biochemistry, Escherichia coli, Cell survival, Mitomycins, Molecular dynamic, Ion channels
  7. Yıl: 2023
  8. Dil: Türkçe
  9. Üniversite: Akdeniz Üniversitesi
  10. Enstitü: Sağlık Bilimleri Enstitüsü
  11. Ana Bilim Dalı: Tıbbi Biyokimya Ana Bilim Dalı
  12. Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
  13. Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.

Özet

Amaç: Escherichia coli (E. coli) bakterilerindeki küçük iletkenlikli mekanosensitif (MS) iyon kanalı (EcMscS), çözünen maddeleri serbest bırakmak ve artan sitoplazmik basıncı azaltmak için porlarını açarak lipid çift tabakada artan gerilime yanıt veren heptamerik integral membran proteinidir. Bu nedenle MS iyon kanallarının antibakteriyel ilaç hedefi olarak bir potansiyele sahip olduğu düşünülmektedir. Fakat EcMscS'den geçen solütlerin hücreye erişim mekanizması henüz tam anlamıyla bilinmemektedir. Doktora tez projesinde amacımız, antibakteriyel ilaç hedefi olarak EcMscS'nin yapısal değişimlerini belirlemek ve kanal geçiş mekanizmalarının biyokimyasal, yapısal biyoloji ve in-silico teknikler kullanılarak multidisipliner bir yaklaşımla açıklamaktır. Yöntem: MscS iyon kanalı bulunan ve bulunmayan E. coli suşlarında viyomisinin hücre canlılığına etkileri konsantrasyon bağımlı olarak karşılaştırıldı. Nanodisk rekonstitüsyonu ile elde edilen McsS:MSP1E3D1:(16:1), Kriyo Elektron Mikroskobu (KriyoEM) tekniği ile çözdürüldü. MD simülasyon teknikleri ile viyomisinin EcMscS'den hücre içine geçişi modellendi ve elde edilen MD simülasyon bulguları KriyoEM sonuçları ile kıyaslandı. Bulgular: MscS içeren hücrelerde konsantrasyona bağlı olarak viyomisinin hücre canlılığını azalttığı belirlendi. KriyoEM tekniği ile EcMscS:MSP1E3D1:(16:1) (1:10:500)'nin 3.4 Å çözünürlükte kapalı konformasyona sahip yapısı elde edildi. Aynı lipid türü (DYPC 16:1) kullanılarak 100 ns MD simülasyon boyunca kanalın kapalı formunu koruyabildiği gözlemlendi. Viyomisinin EcMscS'ye bağlanma bölgeleri tespit edildi. Sonuç: Viyomisinin MscS içeren E.coli suşunda hücre canlılığını etkilediği ve kanaldan geçebilecek bir potansiyele sahip olabileceği gözlemlendi. KriyoEM ve MD deneyleri sonucunda EcMscS'nin kapalı konformasyonunda PC:16 lipid türünün etkili olabileceği düşünüldü. MscS'nin üç boyutlu konformasyonel yapısı ve bu yapıdaki lipid türlerinin işlevleri hakkındaki bilgimiz arttıkça MscS'nin antibakteriyel ilaç hedefi olma potansiyeli de artacaktır.

Özet (Çeviri)

Objective: The small conductance mechanosensitive (MS) ion channel (MscS) in Escherichia coli (E. coli) (EcMscS) is a heptameric integral membrane protein that responds to increased tension in the lipid bilayer by opening its pores to release solutes and reduce the increased cytoplasmic pressure. Therefore, MS ion channels are thought to have potential as antibacterial drug targets. However, the mechanism of cellular access of solutes passing through EcMscS is not clear yet. The aim of our thesis project is to determine the structural changes of EcMscS as an antibacterial drug target and to explain the gating mechanisms with a multidisciplinary approach using biochemical, structural biology and in-silico techniques. Method: The effects of viomycin on cell viability in E. coli strains with and without MscS ion channel were compared in a concentration-dependently. EcMscS:MSP1E3D1:(16:1) obtained by nanodisc reconstitution was resolved by Cryo-Electron Microscopy (CryoEM) techniques. The transition of viomycin from EcMscS was modeled by MD simulation techniques and the findings were compared with the CryoEM results. Results: It was determined that viomycin decreased cell viability in MscS-expressed strains in a concentration-dependently. The structure of EcMscS:MSP1E3D1:(16:1) (1:10:500) with a closed conformation at 3.4 Å resolution was obtained by CryoEM methods. It was observed that the channel was able to maintain its closed form throughout the 100 ns MD simulation for the same lipid type (DYPC 16:1). Also, the binding sites of viomycin to EcMscS were identified. Conclusion: It was observed that viomycin affected cell viability in MscS-containing E.coli strains and may have a potential to pass through the channel. As a result of cryoEM and MD experiments, it was thought that the PC:16 lipid types may be effective in the closed conformation of EcMscS. As our knowledge is deepened about the three-dimensional conformational structure of MscS and the functions of lipid types, the potential of MscS as an antibacterial drug target will increase.

Benzer Tezler

  1. Tez No

    82833

    Characterization of the Küçük Menderes River basin aquifer system

    Küçük Menderes Nehri Havzası akifer sisteminin karakterizasyonu

    KORAY KAMİL YILMAZ

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    1999

    Jeoloji MühendisliğiOrta Doğu Teknik Üniversitesi

    Jeoloji Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. HASAN YAZICIGİL

  2. Tez No

    967791

    Al-iyon bataryalar için cus/ ni köpük elektrot üretimi ve elektrokimyasal özelliklerinin incelenmesi

    Production of cus/ni foam electrode for al-ion batteries and investigation of their electrochemical properties

    REYHAN SOLMAZ

    Doktora

    Türkçe

    Türkçe

    2025

    Enerjiİstanbul Teknik Üniversitesi

    Metalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. ÖZGÜL KELEŞ

  3. Tez No

    688153

    Lityum iyon pillerde kullanılan bazı katkılı katot malzemelerin iyonik iletkenliklerinin araştırılması

    Investigation of the ionic conductivity of some additive cathode materials used in lithium-ion batteries

    SERDAR DALKILIÇ

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2021

    Fizik ve Fizik MühendisliğiSelçuk Üniversitesi

    Fizik Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. GÜLTEKİN ÇELİK

  4. Tez No

    79118

    Elektrik empedans tomografisinde sonlu eleman yöntemiyle modelleme ve görüntü oluşturma algoritmaları

    Başlık çevirisi yok

    BEYHAN KILIÇ

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    1998

    Elektrik ve Elektronik MühendisliğiYıldız Teknik Üniversitesi

    Elektrik Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. GALİP CANSEVER

  5. Tez No

    485275

    Lityum iyon batarya uygulamaları için polipirol esaslı anot bağlayıcılar

    PPY based anode binder for lithium ion battery application

    IŞIK İPEK AVCI

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2017

    Kimyaİstanbul Teknik Üniversitesi

    Kimya Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. BELKIZ USTAMEHMETOĞLU

Geri Dön