Computational prediction and experimental demonstration of dimerization and polymerization in the ZBTB protein family
ZBTB protein ailesinde dimerizasyon ve polimerizasyonun hesaplamalı tahmini ve deneysel gösterimi
- Tez No: 877536
- Danışmanlar: PROF. DR. MEHMET BATU ERMAN
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Biyoloji, Genetik, Biology, Genetics
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2024
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Boğaziçi Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Moleküler Biyoloji ve Genetik Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 159
Özet
İnsan genomunda 49 geni olan ZBTB transkripsiyon regülatör protein ailesi, kromatin yapısı düzenlemesinden kök hücre diferansiyasyonuna, hücresel oksidatif fosforilasyondan p53 yolağına kadar çeşitli hücresel süreçlerde farklı roller üstlenir. Bu çalışma, ZBTB proteinlerinin heterodimerizasyon potansiyelini açığa çıkarmaya odaklanmaktadır, özellikle de etkileşimleri ve dimerizasyonu kontrol eden N-terminal BTB bölgelerine odaklanmaktadır. Protein ailesi içinde heterodimerizasyon olmasına rağmen, homodimerizasyon daha yaygın görülmektedir ve belirli heterodimer oluşumlarının nedenleri hala belirsizdir. Heterodimer oluşumunu araştırmak, fonksiyonlarını anlamak ve yeni etkileşimleri keşfetmek amacıyla AlphaFold yapay zeka algoritmaları kullanılarak hesaplamalı tahminler yapılmıştır. Bu araştırma ile, ZBTB9 proteinin BTB bölgesinin yüksek heterodimer oluşum potansiyeline sahip önemli bir aday olduğunu belirledik. ZBTB9 BTB bölgesi üzerinde uyguladığımız deneysel yaklaşımlar ile, biomoleküler kondensat oluşturma kapasitesini gösterdik. Hesaplamalı yapı tahminleri, amino asit motif keşfi ve deneysel mutasyonları kullanarak, kondensat oluşumunun sadece ZBTB9 BTB böglesinde değil, aynı zamanda ZBTB5, ZBTB6 ve ZBTB8A BTB bölgelerinde de potansiyel polimerizasyonla ilişkili olduğunu ortaya koyduk. Bu çalışmada 49 ZBTB proteini içinden 20'sinin, BTB bölgesinde polimerizasyonu aracılığıyla kondensat oluşturma potansiyeline sahip olduğunu öne sürüyoruz. Bu potensiyel polymerizasyona neden olan bölgede, yeni keşfedilen bir amino asit motifi ve hidrojen bağı oluşturan kritik bir serin içerdiğini gösterdik. Bu araştırma, ZBTB protein davranışlarının anlaşılmasına, özellikle aile içindeki yeni etkileşim türlerinin belirlenmesine katkıda bulundu. Çalışmanın bulguları, ZBTB protein aile üyeleri arasında zengin işlevselliklere işaret etmektedir.
Özet (Çeviri)
The ZBTB family of transcription factor proteins, encoded by 49 genes in the human genome, play diverse roles in cellular processes such as chromatin structure regulation, stem cell differentiation, cellular oxidative phosphorylation, and the p53 pathway. This study focuses on unraveling the heterodimerization potential of ZBTB proteins, specifically emphasizing their N-terminal BTB domains, which facilitate inter-molecular interactions and dimerization. Despite the presence of heterodimerization within the family, homodimerization is more prevalent, and the functional significance of heterodimer formation remains unclear. To explore heterodimer formation, understand their roles, and discover novel interactions, computational predictions using AlphaFold were employed. Our studies identified ZBTB9 BTB as a noteworthy candidate with high potential for heterodimer formation. Experimental approaches testing ZBTB9 BTB domain dimerization unexpectedly identified its capacity to form biomolecular condensates. By utilizing computational structural predictions, amino acid motif discovery, and experimental mutations, we revealed that condensate formation, observed not only in the ZBTB9 BTB domain but also in ZBTB5, ZBTB6, and ZBTB8A, is linked to a conserved structural motif that mediates polymerization. We propose that 20 out of the 49 ZBTB proteins can potentially form condensates through BTB domain polymerization, involving a newly identified amino acid motif and a critical serine residue forming hydrogen bonds with alternative BTB monomers. This research contributed to the comprehension of ZBTB protein behavior, especially in the context of novel modes of interaction within the family. This study revealed unknown functions of some ZBTB protein family members.
Benzer Tezler
- A finite volume based in-house large eddy simulation solver for turbulent flows in complex geometries
Karmaşık geometrilerde türbülanslı akışlar için sonlu hacimler yöntemine dayanan özgün büyük girdap benzetimi çözücüsü
SARP ER
Yüksek Lisans
İngilizce
2019
Havacılık Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiUçak ve Uzay Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. AYŞE GÜL GÜNGÖR
- Computational analysis of external store carriage in transonic speed regime
Harici yük taşımanın transonik sürat bölgesinde hesaplamalı analizi
İ. CENKER ASLAN
Yüksek Lisans
İngilizce
2003
Havacılık Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiUçak Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. AYDIN MISIRLIOĞLU
PROF. DR. OKTAY BAYSAL
- İnsan gen yolaklarında ikâme modelleme ve makine öğrenmesi kullanarak varyant analizi
Variant analysis in human gene networks using surrogate modelling and machine learning
FURKAN AYDIN
Yüksek Lisans
Türkçe
2024
Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve Kontrolİstanbul Teknik ÜniversitesiBilgisayar Bilimleri Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ SÜHA TUNA
- Jenerik denizaltı geometrisinin katsayı tabanlı manevrakarakteristiklerinin had ve analitik çözüm yöntemleri ile analizi
Analysis of coefficient-based maneuvering characteristics of generic submarine geometry by CFD and analytical solution method
OĞUZHAN KIRIKBAŞ
Doktora
Türkçe
2024
Gemi Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiGemi İnşaatı ve Gemi Makineleri Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ŞAKİR BAL
- Makine öğrenmesi yöntemleri ile yapısal verilerin vektör gömülümleri
Vector embeddings of structural data by machine learning techniques
SARMAD NIHAD MOHAMMED SALIH
Doktora
Türkçe
2024
Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve KontrolAnkara ÜniversitesiBilgisayar Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. SEMRA GÜNDÜÇ