Temporin (1RNA VE 1RNB) ve türevlerinin bakteri hücre zarları üzerindeki etkilerinin hesaplamalı yapısal biyoloji yaklaşımıyla incelenmesi
Study of the effects of temporin (1RNA VE 1RNB) and its derivatives on bacterial cell membranes with computational structural biology approach
- Tez No: 934799
- Danışmanlar: DOÇ. DR. ÖZAL MUTLU
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Biyoloji, Biology
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2025
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Marmara Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Biyoloji Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Biyoloji Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: 255
Özet
Antimikrobiyal direnç (AMD), günümüzde küresel sağlık sistemlerini tehdit eden en ciddi sorunlardan biridir. Bu bağlamda, geleneksel antibiyotiklere alternatif olarak geliştirilen antimikrobiyal peptitler (AMP'ler), çoklu ilaç direncine sahip bakterilere karşı umut vadeden biyomoleküller arasında yer almaktadır. Bu tez çalışmasında, Temporin ailesine ait antimikrobiyal peptitler olan Temporin 1RNa ve Temporin 1RNb ile bu peptitlerin çeşitli dizilimsel türevleri üretilerek, farklı bakteriyel membranlarla olan etkileşimleri atomik düzeyde araştırılmıştıması hedeflenmiştir. Çalışma, Gram-pozitif bakteri modeli olarak Staphylococcus aureus'a ait fosfolipit zengin plazma membranı ile, Gram-negatif bakteri modeli olarak Pseudomonas aeruginosa'ya ait lipopolisakkarit (LPS) içeren dış membranı esas alan moleküler sistemler üzerinde yürütülmüştür. Gram-pozitif bakteri membranı kalıp peptitler ve türevleri açısından incelerken, Gram-negatif bakteri membranı kalıp peptitler açısından değerlendirilmiştir. Her iki membran sistemi, MARTINI kaba taneli (coarse-grained) kuvvet alanına dayalı olarak modellenmiş; lipit dağılımları, yük dengeleri ve iyonik çevre gerçekçi biyofiziksel parametrelere uygun şekilde oluşturulmuştur. Temporin peptitleri ve türevlerinin bakteriyel membranlarla olan bağlanma dinamikleri ve yapısal davranışları, moleküler dinamik simülasyonları aracılığıyla incelenmiştir. Peptit-membran etkileşimleri, temel parametreler kullanılarak Analiz edilmiştir. Bu çalışma, hesaplamalı yapısal biyoloji yaklaşımlarının antimikrobiyal peptitlerin moleküler özelliklerinin aydınlatılmasında nasıl etkili kullanılabileceğini göstermeyi hedeflemektedir. Aynı zamanda, AMP'lerin bakteriyel membranlarla olan etkileşim biçimlerinin mikrobiyal tür, membran bileşimi ve peptit dizilimine bağlı olarak nasıl değişkenlik gösterebileceğine dair kavramsal bir çerçeve sunmaktadır. Elde edilen sonuçlar, Temporin türevlerinin antimikrobiyal potansiyelini vurgularken, bu tür peptitlerin yalnızca antimikrobiyal tedavilerde değil, aynı zamanda çoklu ilaç direncine sahip bakterilere karşı alternatif tedavi yaklaşımlarında kullanılabileceğini göstermiştir. Çalışma, hem AMD'ye karşı yeni nesil antimikrobiyal ajanların geliştirilmesi hem de in silico yöntemlerin biyoteknolojik uygulamalarda nasıl kullanılabileceği konusunda önemli katkılar sağlamaktadır. Ayrıca, Temporin türevlerinin farklı biyolojik sistemlerde kullanımı için umut vaat ettiği, sonucuna varılmıştır. Bu tez, bakteriyel membranların moleküler düzeyde incelenmesi yoluyla, gelecekteki antibiyotik tasarım süreçlerine katkı sağlamayı hedeflemektedir.
Özet (Çeviri)
Antimicrobial resistance (AMR) is one of the most serious threats to global healthcare systems today. In this context, antimicrobial peptites (AMPs), which have been developed as alternatives to conventional antibiotics, are among the most promising biomolecules in the fight against multidrug-resistant bacteria. This thesis aims to investigate, at the atomic level, the interactions of antimicrobial peptites belonging to the Temporin family—specifically Temporin 1RNa and Temporin 1RNb—and their various sequence-based derivatives with different bacterial membranes. The study was conducted on molecular systems comprising the phospholipid-rich plasma membrane of Staphylococcus aureus as a Gram-positive bacterial model, and the lipopolysaccharide (LPS)-containing outer membrane of Pseudomonas aeruginosa as a Gram-negative model. While the Gram-positive membrane was analyzed in relation to both scaffold peptites and their derivatives, the Gram-negative membrane was evaluated primarily with respect to scaffold peptites. Both membrane systems were modeled using the MARTINI coarse-grained force field, and lipid distributions, charge balances, and ionic environments were constructed based on realistic biophysical parameters. The binding dynamics and structural behaviors of Temporin peptites and their derivatives in interaction with bacterial membranes were examined through molecular dynamics simulations. Peptite–membrane interactions were analyzed using fundamental structural parameters. This study aims to demonstrate how computational structural biology approaches can be effectively employed to elucidate the molecular characteristics of antimicrobial peptites. Furthermore, it presents a conceptual framework regarding how AMP–membrane interaction mechanisms may vary depending on microbial species, membrane composition, and peptite sequence. The results emphasize the antimicrobial potential of Temporin derivatives and suggest that such peptites can be utilized not only in antimicrobial therapies but also as alternative treatment agents against multidrug-resistant bacterial strains. This study contributes significantly both to the development of next-generation antimicrobial agents targeting AMR and to the integration of in silico approaches into biotechnological applications. Additionally, Temporin derivatives are shown to hold promise for use in a variety of biological systems. This thesis aims to support future antibiotic design efforts by enabling molecular-level insights into bacterial membranes.
Benzer Tezler
- Antimikrobiyal peptid içeren nanofiberlerin elde edilmesi ve biyoaktivitelerinin araştırılması
Production of antimicrobial peptide consisting nanofibers and examination of their bioactivities
SERAP GÜL
Yüksek Lisans
Türkçe
2023
BiyokimyaKütahya Dumlupınar ÜniversitesiBiyokimya Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. MUHARREM AKCAN
- Çeşitli antimikrobiyal peptidlerin klinik önemi olan anaerop bakteriler üzerindeki etkinliğinin araştırılması
Investigation of the effectiveness of various antimicrobial peptides on clinically important anaerobic bacteria
ZEYNEP TANER
Doktora
Türkçe
2021
Klinik Bakteriyoloji ve Enfeksiyon Hastalıklarıİstanbul Üniversitesi-CerrahpaşaTıbbi Mikrobiyoloji Ana Bilim Dalı
PROF. DR. HRİSİ BAHAR TOKMAN
- Antimikrobiyal peptidlerin çeşitli enfeksiyon etkenlerine karşı in vitro antibakteriyel aktivitelerinin araştırılması
In vitro antibacterial activities of antimicrobial peptides against several infectious agents
MERVE ATAMAN
Yüksek Lisans
Türkçe
2016
Mikrobiyolojiİstanbul ÜniversitesiFarmasötik Mikrobiyoloji Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. SİBEL DÖŞLER
- İnsan hakları avrupa mahkemesi ve anayasa mahkemesi kararlarında mülkiyet hakkının sınırlandırılması
La limitation du droit de propriété dans la jurisprudence de la cour européenne des droits de l'homme et de la cour constitutionnelle
OYA BOYAR
Yüksek Lisans
Türkçe
2004
HukukGalatasaray ÜniversitesiÖzel Hukuk Ana Bilim Dalı
PROF. DR. NECMİ YÜZBAŞIOĞLU
- Ceza kanunlarının zaman bakımından uygulanması
Enforcement of criminal codes in terms of time
MERVE NUR YILMAZ