Structural and affinity analysis of selex-generated aptamers and optimization through in-silico mutagenesis
Selex ile üretilen aptamerlerin yapısal ve afinite analizi ve in-siliko mutajen yoluyla optimizasyonu
- Tez No: 850495
- Danışmanlar: DOÇ. DR. OSMAN DOLUCA
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Biyofizik, Biyomühendislik, Tıbbi Biyoloji, Biophysics, Bioengineering, Medical Biology
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2024
- Dil: İngilizce
- Üniversite: İzmir Ekonomi Üniversitesi
- Enstitü: Lisansüstü Eğitim Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Biyomühendislik Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 104
Özet
Bu tezin amacı, SELEX metodu ile üretilen aptamerlerin kapsamlı bir yapısal analizini gerçekleştirmek ve bu analize dayanarak, afinitesini artırmak için modifiye edilmiş bir aptamer oluşturmak amacıyla bir iş akışı tasarlamaktır. İlk olarak, biyoiformatik yazılımları ile bir aptamer dizisinden 2D ve 3D yapılar elde edilerek, aptamerlerin fiziksel yapıları detaylıca incelenmiştir. Moleküler yerleştirme yöntemi ve moleküler dinamik (MD) simülasyonları kullanılarak, aptamerin hedef molekülle etkileşimi analiz edilmiştir. Devamında, in-silico mutajen yoluyla elde edilen aptamerle hedef molekülün afinitesinin iyileştirilip iyileştirilemeyeceği araştırılmıştır. Hedef hormonuna karşı, aptamerin performansının iyileştirilmesi için moleküler etkileşimler analiz edilmiş ve bağlanma afinitesini artırabilecek mutasyonlar önerilmiştir. Çalışmada, literatürdeki alsager22 aptamerinin 2D ve 3D yapıları ve hedef hormonu olan östradiol ile bağlama bölgesi elde edilmiştir. Afinite analizi sonucunda, aptamerin östradiolle en iyi afinite göstermesine rağmen, hedef dışı hormonlar olan progesteron, testosteron, androstenedionla beklenmedik etkileşimleri saptanmıştır. 63 potansiyel mutant aptamer arasından seçilen mutant alsager22 ile yapılan ileri analizler, mutasyonun aptamerin genel yapısını ve hormon bağlanma bölgesini değiştirdiğini göstermiştir. Bu doğrultuda, güvenilir ve tekrarlanabilir bir süreç olmadığı için mutasyon ile daha iyi afinite elde edileceği genel kanısına varılamamıştır. Yine de ΔG değerleri karşılaştırıldığında çalışma boyunca en yüksek afinite, seçilen mutant aptamer ve östradiol ile gerçekleştirilen MD simülasyonunda gözlemlenmiştir. Bu bulgular, mutasyonla daha iyi afinite elde etme olasılığının varlığını, ancak çok fazla mutasyon olasılığı olduğu için kapsamlı bir işlem gücü gerektiğini ortaya koymaktadır.
Özet (Çeviri)
The aim of this thesis is to perform a comprehensive structural analysis of aptamers produced by the SELEX method and design a workflow to generate an aptamer modified to increase its affinity. Firstly, the physical structures of aptamers were analyzed in detail by obtaining 2D and 3D structures from an aptamer sequence with bioinformatics software. Using molecular docking and dynamics, the interaction of the aptamer with the target molecule was analyzed. Subsequently, it was investigated whether the affinity of the target molecule with the existing aptamer could be improved through in-silico mutagenesis. Molecular interactions were analyzed to improve the performance of the aptamer against the target hormones, and mutations that could increase the binding affinity were proposed. In the study, the 2D and 3D structures of the alsager22 aptamer in the literature and the binding site with estradiol were obtained. Affinity analysis revealed unexpected interactions with non-target hormones such as progesterone, testosterone, and androstenedione, although it showed the best affinity with estradiol. Further analysis with the selected mutant alsager22 showed that the mutation alters the overall structure of the aptamer and the hormone binding site. Accordingly, it cannot be generally concluded that better affinity would be achieved by mutation, as it is not a reliable and reproducible process. Nevertheless, the highest affinity was observed in the MD simulation with the selected mutant aptamer and estradiol. These findings suggest that the possibility of obtaining better affinity by mutation exists but requires extensive processing power as there are too many mutation possibilities.
Benzer Tezler
- Aptamer selection against cadaverine/lysine antiporter (CADB) purified in mild detergent
Hafif deterjanda saflaştırılmış kadaverin/lösin antiportu (CADB) için aptamer seçilimi
NİLÜFER KARA
Yüksek Lisans
İngilizce
2021
BiyokimyaOrta Doğu Teknik ÜniversitesiBiyokimya Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. ÇAĞDAŞ DEVRİM SON
DR. MÜSLÜM İLGÜ
- Systematic evolution of novel 2′F-PY RNA aptamers targeting the membrane protein l-arginine/agmatine antiporter purified in mild detergent
Hafif deterjanda saflaştirilmiş l-arjinin/agmatin antiport membran proteinini hedefleyen yeni 2′f-PY RNA aptamerlerinin sistematik evrimi
NOORALDEEN FATHI NOORALDEEN AYOUB
Yüksek Lisans
İngilizce
2021
BiyokimyaOrta Doğu Teknik ÜniversitesiBiyokimya Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. ÇAĞDAŞ DEVRİM SON
DR. MÜSLÜM İLGÜ
- Sarkozine spesifik dna aptamerlerinin geliştirilmesi ve aptamer temelli impedimetrik sarkozin biyosensörünün tasarlanması
Development of sarcosin specific dna aptamers and construction of aptamer-based impedimetric sarcosine biosensor
ZEYNEP ÇELİK
Doktora
Türkçe
2023
BiyokimyaEge ÜniversitesiBiyokimya Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ERHAN DİNÇKAYA
DOÇ. DR. SERAP EVRAN
- Metamfetamine spesifik DNA aptamerinin geliştirilmesi
Development of methamphetamine specific DNA aptamer
EZGİ MAN
Yüksek Lisans
Türkçe
2019
Uyuşturucu Alışkanlığı ve AlkolizmEge ÜniversitesiMadde Bağımlılığı Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. SERAP EVRAN
- Plasmodium vivax laktat dehidrogenaz enzimindeki aktif bölge halkasının ve kofaktör bağlanma bölgesinin diğer apikompleksan laktat dehidrogenaz enzimleri ile karşılaştırmalı analizi
Comparative analysis of active site loop and cofactor binding site of Plasmodium vivax lactate dehydrogenase enzyme with other apicomplexan lactate dehydrogenase enzymes
VENHAR ÇELİK