Computational evaluation of molecularly imprinted monomers that selectively bind alzheimer's disease apoE4 protein
Alzheimer hastalığı apoE4 proteine seçiçi olarak bağlanan moleküler baskı monomerlerinin hesaplamalı değerlendirilmesi
- Tez No: 850597
- Danışmanlar: DOÇ. DR. MEHMET ÖZBİL
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Biyoteknoloji, Biotechnology
- Anahtar Kelimeler: Alzheimer hastalığı, Alzheimer disease
- Yıl: 2024
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Gebze Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Lisansüstü Eğitim Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Biyoteknoloji Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Alzheimer hastalığı, temel olarak hafıza kaybı ve bunama ile karakterize edilen ilerleyici bir nörolojik durumdur. Gelişimi, çevresel, yaşam tarzı ve genetik faktörlerin karmaşık etkileşimi tarafından etkilenmektedir. Bunlar arasında, apolipoprotein E'nin (apoE) apoE4 izoformu, geç başlangıçlı Alzheimer hastalığı için önemli bir genetik risk faktörü olarak öne çıkmaktadır. ApoE4 ve apoE3 izoformları arasındaki tek kalıntı farkının yapısal sonucunu anlamak, AD nedenlerini anlamak, teşhis etmek ve tedaviler geliştirmek için kritik öneme sahiptir. Bu tez, apoE4 proteinine seçici olarak bağlanan moleküler baskı monomerlerini tanımlamak için yeni bir hesaplama metodolojisi sunmaktadır. Gelişmiş moleküler yerleştirme ve moleküler dinamik simülasyonları kullanan çalışma, bu işlevsel monomerlerin apoE4 ile seçici etkileşimlerine odaklanarak, onu apoE3'ten etkili bir şekilde ayırmaktadır. Kapsamlı yaklaşım, her iki izoformun yapılarının hazırlanması ve analizi ile başlayan, ardından moleküler dinamik simülasyonları, moleküler kenetlenme simülasyonları ve protein-ligand etkileşim profili analizi ile devam eden ayrıntılı moleküler etkileşim analizlerini içermektedir. Araştırmamız, apoE3 yerine apoE4'e bağlanmak için belirgin bir tercih gösteren spesifik fonksiyonel monomerler, bütil akrilat (BA) ve 4-etilstiren (ES) belirledi. Ayrıca, 4-vinylanilin (VA) potansiyel bağlanma kabiliyetine sahip olarak tanımlanmıştır. Bu araştırma, Alzheimer hastalığında apoE4'ü hedefleyen moleküler baskı polimerlerinin (MIP'ler) tasarımı için hesaplama stratejilerinin kullanılmasında önemli bir ilerlemeye işaret etmekle kalmıyor, aynı zamanda gelecekteki apoE4 hedefli MIP araştırmaları için temel bir çerçeve oluşturmaktadır. Tezde kullanılan metodolojiler ve tanımlanan monomerler, Alzheimer hastalığı araştırmalarında yeni bir döneme zemin hazırlamakta, apoE3 ve apoE4 izoformları arasındaki yapısal farklılıkları daha iyi anlaşılmasını sağlayarak hedefe yönelik teşhis ve tedavi araçlarının geliştirilmesinin önünü açacaktır.
Özet (Çeviri)
Alzheimer's disease is a progressive neurological condition, primarily characterized by memory loss and dementia. Its development is influenced by a complex interplay of environmental, lifestyle, and genetic factors. Among these, the apoE4 isoform of the apolipoprotein E protein stands out as a significant genetic risk factor for late-onset AD. Understanding the structural outcome of one and only residue difference between apoE4 and apoE3 isoforms is critical in understanding AD causes, diagnosis, and developing treatments. This thesis introduces a novel computational methodology to identify molecularly imprinted monomers that selectively bind to the apoE4 protein. Employing advanced molecular docking and molecular dynamics simulations, the study focuses on the selective interactions of these functional monomers with apoE4, effectively differentiating it from apoE3. The comprehensive approach involves detailed molecular interaction analyses, starting with the preparation and analysis structures of both isoforms, followed by molecular dynamics simulations, molecular docking simulations and protein-ligand interaction profile analysis. Our investigation identified specific functional monomers, butyl acrylate (BA) and 4-ethylstyrene (ES), which demonstrate a pronounced preference for binding to apoE4 over apoE3. Additionally, 4-vinylaniline (VA) was identified as having potential binding capabilities. This research not only marks a significant advancement in using computational strategies for the design of molecularly imprinted polymers (MIPs) targeting apoE4 in Alzheimer's disease, but also establishes a foundational framework for future apoE4-targeted MIPs research. The methodologies employed and the monomers identified in the thesis lay the groundwork for a new era in Alzheimer's disease research, enhancing our understanding of structural differences between apoE3 and apoE4 isoforms, which will pave the way for targeted diagnostic and therapeutic tool development.
Benzer Tezler
- Computational evaluation of cell membrane destruction by bacteriophage K holin protein
Bakteriyofaj K holin proteini hücre zarı yıkımının hesaplamalı değerlendirmesi
NURGÜL ERAYDIN
Yüksek Lisans
İngilizce
2025
BiyoteknolojiGebze Teknik ÜniversitesiBiyoteknoloji Ana Bilim Dalı (disiplinlerarası)
DOÇ. DR. MEHMET ÖZBİL
- Computational investigation of interaction of several antiinflammatory and anti-hypertensive drug molecules with individual dna nucleobases and their base pairs by several DFT and QM/MM MD methods
Çeşitli iltihap önleyici ve anti-hipertansif ilaç moleküllerinin dna nükleobazları ve bu nükleobazların baz çiftleri ile olan etkileşimlerinin çeşitli DFT ve QM/MM MD yöntemleri ile incelenmesi
IŞILAY ÖZTÜRK
Doktora
İngilizce
2022
KimyaEge ÜniversitesiKimya Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ARMAĞAN KINAL
PROF. DR. TOOMAS TAMM
- A multiscale computational study to elucidate dynamics, reactivity, and inhibition of enzymes
Enzimlerin dinamiğinin, reaktivitesinin ve inhibisyonunun aydınlatılmasına yönelik hesaplamalı bir çalışma
ERDEM ÇİÇEK
Doktora
İngilizce
2025
Kimyaİstanbul Teknik ÜniversitesiHesaplamalı Bilim ve Mühendislik Ana Bilim Dalı (disiplinlerarası)
PROF. DR. FETHİYE AYLİN SUNGUR
- Numerical investigations of models for use in computational fluid dynamics simulations of pulverized coal flames with emphasis on thermal decomposition and combustion stages
Pülverize kömür alevlerinin hesaplamalı akışkanlar mekaniği simülasyonlarında kullanılan modellerin, termal ayrışma ve yanma etapları irdelenerek nümerik olarak incelenmesi
ERİNÇ KAPUSUZ
Doktora
İngilizce
2018
Makine MühendisliğiMarmara ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ BARIŞ YILMAZ
DR. İSKENDER GÖKALP
- Computational screening of metal-organic frameworks for acetylene and hydrogen separations
Metal-organik çerçevelerin hesaplamalı taraması asetilen ve hidrojen ayrımı
AYDA NEMATI VESALI AZAR
Yüksek Lisans
İngilizce
2018
Kimya MühendisliğiKoç ÜniversitesiKimya ve Biyoloji Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. SEDA KESKİN AVCI