Dynamics of protein-DNA complexes examined by Gaussian network model
Protein-DNA kompleksleri dinamiğinin Gaussian ağ modeli; Dinamik analiz
- Tez No: 82904
- Danışmanlar: PROF. DR. İVET BAHAR, PROF. DR. ALİ RANA ATILGAN
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Kimya Mühendisliği, Chemical Engineering
- Anahtar Kelimeler: DNA, Dinamik analiz, Gauss ağ modeli, Proteinler, DNA, Dynamic analysis, Gaussian network model, Proteins
- Yıl: 1999
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Boğaziçi Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Kimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
ÖZET Protein ve DNA arasındaki etkileşimlerin moleküler düzeyde anlaşılması amacı ile son yıllarda proteinler için geliştirilen Gaussian Ağ Modeli (GNM) kullanılarak, trp represörü olarak bilinen proteinin DNA operatörü ile oluşturduğu kompleksin dinamik özellikleri incelenmiştir. Kompleks, proteini oluşturan rezidülerin DNA'yı tamma mekanizmasında su ve fosfat atomlarının da rol oynamasmdan dolayı, ilginç bir yapıya sahiptir. Gaussian Ağ Modelinin trp represör-operatör kompleksine uygulanmasında, moleküler koordinattaki denge dalgalanma hareketleri rezidü, nükleotit ve su moleküllerini içeren tüm etkileşim birimleri göz önüne alınarak hesaplanmıştır. Bunun için çözücü etkisinin katıldığı etkin bir algoritma önerilmiştir. Moleküler yapıyı tanımlayan Kirchhoff komşuluk matrisinin oluşturulması sırasında su molekülleri de gözönünde bulundurulmuş, ve bu moleküllerin etkileşimini denetleyen Hooke tipi kuvvet sabiti belirlenmiştir. Etkileşim merkezlerinin hesaplanan ortalama pozisyonlardan sapma değerleri ile kristallografi deneylerinde ölçülen sıcaklık faktörlerinin iyi uyuştuğu gözlenmiştir. En kooperatif ve yavaş şekilde hareket eden modlann incelenmesiyle kompleksin blok hareketleri ve aminoasit dizisine özgü DNA'yı tanıma motifleri belirlenmiştir. Triptofan molekülünü bağlayan rezidüler, proteinin global modunda en az hareketli bölgeyi oluşturmaktadırlar. Öte yandan, proteinin DNA'yı tammada etkin sarmal- dönme-sarmal motifi yüksek hareketliliğe sahiptir. Bu hareketlilik diğer protein ve komplekslerin de tamma merkezlerinin tipik bir özelliği olarak gözlemlenmiştir. En yüksek frekanstaki modlar ise triptofan ve operatör DNA'nın bağlanmasında ve kararlığında önem taşıyan yüksek devinimli rezidüleri vermektedir. Sonuç olarak trp represör-operatör kompleksinin transkripsiyonel represör aktivitesini düzenleyen moleküler mekanizmaya yönelik bilgi sağlamaktadır.
Özet (Çeviri)
IV ABSTRACT The dynamic characteristics of a regulatory protein, trp repressor, complexed with DNA operator, is analyzed using the recently developed Gaussian Network Model (GNM) of proteins. The objective is to understand the structure-function relation for the complex. This complex is particularly interesting because of the“indirect readout”mechanism that actives in the recognition of DNA operator by the protein. In the application of GNM to trp repressor-operator complex, the equilibrium fluctuations in molecular coordinates are calculated on the basis of the interactions between all pairs of interaction sites, including residues, nucleotides, and water molecules. An efficient algorithm to incorporate the solvent effect is proposed. Accordingly, water molecules are explicitly included in the Kirchhoff connectivity matrix characterizing the molecular architecture. The solvent effect is introduced by adopting a suitably adjusted Hookean force constant for the pairwise potentials involving water molecules. A good agreement between the calculated mean-square fluctuations and the crystallographic temperature factors is observed. The domain motions and the sequence specific recognition motifs of the complex are accurately identified by examining the most cooperative, slowest modes of motion. The residues coordinating the tryptophan ligand are found to form as a hinge- bending region in the global mode of motion of the repressor in complex. The helix-turn-helix recognition motif of the repressor is distinguished by its high mobility, a feature typical of recognition sites also observed for other proteins and complexes. The high frequency modes, on the other hand, yield the set of kinetically hot residues that are important for stability and binding the substrate tryptophan and the operator DNA. As a result, a unified model is proposed for trp repressor-operator complex mechanism of action which provides insights as to the molecular machinery regulating the particular transcriptional repressor activity.
Benzer Tezler
- Identifying the working principles of human DNA methyltransferase 3A enzyme by computational methods
İnsan DNA metiltransferaz enziminin çalışma mekanizmasının hesaplamalı yöntemlerle belirlenmesi
BÜŞRA SAVAŞ
Yüksek Lisans
İngilizce
2021
BiyoistatistikKadir Has ÜniversitesiHesaplamalı Biyoloji ve Biyoinformatik Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ ŞEBNEM EŞSİZ GÖKHAN
DR. ÖĞR. ÜYESİ EZGİ KARACA EREK
- Sanal tarama ve çok boyutlu moleküler modelleme yöntemleri ile p53-MDM2 potansiyel inhibitörlerinin belirlenmesi
Identification of p53-MDM2 potential inhibitors with virtual screening and multidimensional molecular modeling methods
GÜLŞAH AYDIN
Doktora
Türkçe
2020
Biyofizikİstanbul Teknik ÜniversitesiKimya Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MİNE YURTSEVER
PROF. DR. SERDAR DURDAĞI
- Türkiye kum sineği (dıptera:psychodıdae) faunası üzerine taksonomik ve ekolojik araştırmalar: wolbachıa endosimbiyozu, proteomik profilleme ve geometrik morfometri
Taxonomic and ecological studies on the Turkish sand fly fauna (diptera: psychodidae): wolbachia endosymbiosis, proteomic profiling, and geometric morphometrics
AYDA YILMAZ
- Doku kültüründe yetiştirilen Alyssum corsicum (Brassicaceae) bitkisinde nikel birikiminin belirlenmesi ve moleküler analizi
Determination and molecular analysis of nickel accumulation at Alyssum corsicum (Brassicaceae) grown in tissue culture conditions
SENİHA SELCEN BABAOĞLU AYDAŞ
- Biyokimyasal işaretlerin eğrilme yöntemleri kullanılarak hizalanması
Biochemical signal alignment using warping methods
AHMET ELBİR
Yüksek Lisans
Türkçe
2015
Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve KontrolYıldız Teknik ÜniversitesiBilgisayar Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. FETHULLAH KARABİBER