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, MscS, Viomycin, Cell viability, CryoEM, MD simulations
  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: 87

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

    282663

    CoSb3 bazlı katkılı skutteruditelerin transport özellikleri

    Transport properties of CoSb3 based skutterudities

    SEDAT BALLIKAYA

    Doktora

    Türkçe

    Türkçe

    2010

    Enerjiİstanbul Üniversitesi

    Fizik Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. CTİRAD UHER

    PROF. DR. EMİNE RIZAOĞLU

  2. Tez No

    863700

    Akışla şekillendirme uygulanmış AA7075 kalite alüminyum alaşımının mekanik ve korozyon özelliklerine retrogresyon ve yeniden yaşlandırma işleminin etkisi

    The effect of retrogression and reaging heat treatment on the mechanical and corrosion properties of a flow formed AA7075 aluminum alloy

    EDA URAL

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2024

    Metalurji Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesi

    Metalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. MURAT BAYDOĞAN

  3. Tez No

    650956

    Elektrik empedans tomografide eliptik yapılardaki iletkenlik dağılımları geriçatım probleminin yapay sinir ağları ile incelenmesi

    Analysis of conductivity distribution reconstruction problem of elliptic models with artificial neural networks at electrical impedance tomography

    HATİCE MANİSALI

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2020

    Elektrik ve Elektronik MühendisliğiHacettepe Üniversitesi

    Elektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. ATİLA YILMAZ

  4. Tez No

    620592

    Doku oluşturulmuş silicili kesici takım ile tornalamada doku özelliklerinin işleme performansına etkilerinin incelenmesi

    Investigation of the effects of texture properties on machining performance in turning with textured wiper cutting tool

    HÜSEYİN BAHRİ ESKİZARA

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2020

    Makine MühendisliğiYıldız Teknik Üniversitesi

    Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. ERHAN ALTAN

  5. Tez No

    434192

    Design of a buck-boost converter and its implementation in a real system

    Buck-boost dönüştürücü tasarımı ve gerçek sistemin üzerindeki uygulaması

    RIZWAN UZ ZAMAN

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2016

    Elektrik ve Elektronik MühendisliğiYaşar Üniversitesi

    Elektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    YRD. DOÇ. DR. HACER ŞEKERCİ

Geri Dön