In vitro characterization of a small molecule targeting mammalian CRYs' secondary pocket
Memeli CRY 'lerinin ikincil ceplerini hedefleyen küçük bir molekülün in vitro karakterizasyonu
- Tez No: 981212
- Danışmanlar: PROF. DR. İBRAHİM HALİL KAVAKLI
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Biyoloji, Biology
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2025
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Koç Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Moleküler Biyoloji ve Genetik Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Circadian rhythms are endogenous ~24-hour cycles that regulate various physiological and behavioural processes. They are found in organisms ranging from bacteria to mammals. The generation and maintenance of circadian rhythms are made by an internal timekeeping system referred to as the circadian clock. In mammals, the master clock is the suprachiasmatic nucleus (SCN) located in the hypothalamus. The SCN receives environmental light cues from the retina and regulates circadian timing. Peripheral clocks, found in nearly every tissue and cell, are synchronized by the SCN in turn. While peripheral clocks can oscillate independently, they rely on external cues, such as feeding times and temperature, to remain aligned with the environment. At the molecular level, the circadian clock is driven by transcription-translation feedback loops (TTFLs) involving four main core-clock proteins: CLOCK, BMAL1, PERs, and CRYs. CLOCK:BMAL1 complex initiates the transcription of its repressors, PERs and CRYs, which in turn repress the CLOCK:BMAL1-mediated E-box transcription, and thus their transcription. Disruption of circadian rhythms by genetic mutations, irregular light exposure, or lifestyle is associated with various disorders, including metabolic, cardiovascular, neurodegenerative, sleep disorders, and cancer. Recent studies have discovered smallmolecule modulators that target different aspects of the circadian clock, including clock proteins and their post-translational modifications. These molecules hold therapeutic potential for restoring circadian timing and enhancing health outcomes. In this study, we identified and characterized a novel small molecule, designated A7, which targets the secondary pocket of CRY1. A7 enhances the amplitude, reduces the repression activity of CRY1 on CLOCK:BMAL1-mediated transcription by targeting the secondary pocket. Furthermore, transcriptional levels of DBP, PER2, CRY1, and BMAL1 increase upon A7 treatment. A7 does not have any effect on the subcellular localization of core-clock proteins. Importantly, it disrupts the interaction between CRY1 and CLOCK. Altogether, our results demonstrate that A7 regulates the circadian clock by interfering with the binding of CRY1 to CLOCK. These findings offer a new therapeutic intervention for health problems associated with decreased amplitude and facilitate a deeper understanding of the core-clock protein interactions and their impact on circadian rhythms.
Özet (Çeviri)
Sirkadiyen ritimler, çeşitli fizyolojik ve davranışsal süreçleri düzenleyen, yaklaşık 24 saatlik endojen döngülerdir. Bakterilerden memelilere kadar çeşitli organizmalarda bulunurlar. Sirkadiyen ritimlerin oluşumu ve sürdürülmesi, sirkadiyen saat olarak adlandırılan dahili bir zaman tutma sistemi tarafından sağlanır. Memelilerde, hipotalamusta bulunan suprakiasmatik çekirdek (SCN) ana saattir. SCN, retinadan çevresel ışık ipuçlarını alır ve sirkadiyen zamanlamayı düzenler. Neredeyse her doku ve hücrede bulunan çevresel saatler, SCN tarafından sırayla senkronize edilir. Çevresel saatler otonom olarak salınabilse de, çevreyle uyum sağlamak için beslenme zamanları ve sıcaklık gibi dış ipuçlarına güvenirler. Moleküler düzeyde, sirkadiyen saat, dört ana çekirdek saat proteinini içeren transkripsiyon-translasyon geri bildirim döngüleri (TTFL'ler) tarafından yönlendirilir: CLOCK, BMAL1, PER'ler ve CRY'ler. CLOCK:BMAL1 kompleksi, baskılayıcıları olan PER'ler ve CRY'lerin transkripsiyonunu başlatır ve bu da CLOCK:BMAL1 aracılı Ekutusu transkripsiyonunu ve dolayısıyla transkripsiyonlarını baskılar. Sirkadiyen ritimlerin genetik mutasyonlar, düzensiz ışık maruziyeti veya yaşam tarzı nedeniyle bozulması, metabolik, kardiyovasküler, nörodejeneratif, uyku bozuklukları ve kanser dahil olmak üzere çeşitli bozukluklarla ilişkilidir. Son çalışmalar, saat proteinleri ve bunların translasyon sonrası modifikasyonları da dahil olmak üzere sirkadiyen saatin farklı yönlerini hedefleyen küçük molekül modülatörleri keşfetmiştir. Bu moleküller, sirkadiyen zamanlamayı düzeltmek ve sağlık sonuçlarını iyileştirmek için terapötik bir potansiyel sunmaktadır. Bu çalışmada, CRY1'in ikincil cebini hedef alan A7 olarak adlandırılan yeni bir küçük molekül tanımladık ve karakterize ettik. A7, genliği arttırır ve ikincil cebi hedef alarak CLOCK:BMAL1 aracılı transkripsiyonda CRY1'in baskılama aktivitesini azaltır. Ayrıca, DBP, PER2, CRY1 ve BMAL1'in transkripsiyonel seviyeleri A7 uygulaması ile artar. A7'nin çekirdek saat proteinlerinin hücre içi lokalizasyonu üzerinde herhangi bir etkisi yoktur. Daha da önemlisi, CRY1 ve CLOCK arasındaki etkileşimi bozar. Sonuçlarımız, A7'nin CRY1 ve CLOCK'a bağlanmasına müdahale ederek sirkadiyen saati düzenlediğini göstermektedir. Bu bulgular, azalmış genlikle ilişkili sağlık sorunları için yeni bir tedavi yaklaşımı sunmakta ve çekirdek saat protein etkileşimlerinin ve bunların sirkadiyen ritimler üzerindeki etkilerinin daha derinlemesine anlaşılmasını kolaylaştırmaktadır.
Benzer Tezler
- Characterization of BAG-1S/C-raf interaction targeting peptide
BAG-1S/C-raf etkileşimini hedefleyen peptitin karakterizasyonu
ECENUR ÇEBİ
Yüksek Lisans
İngilizce
2022
Biyokimyaİstanbul Teknik ÜniversitesiMoleküler Biyoloji-Genetik ve Biyoteknoloji Ana Bilim Dalı (disiplinlerarası)
PROF. DR. GİZEM DİNLER DOĞANAY
- Characterization of human babesiosis otu like protein
İnsan babesioz otu protein karakterizasyonu
BETÜL YUSUF
Yüksek Lisans
İngilizce
2022
BiyoteknolojiYeditepe ÜniversitesiBiyoteknoloji Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. FATİH KOCABAŞ
- Development and structural analysis of nanobodies targeting SARS-CoV-2
SARS-CoV-2 hedefleyen özgün nanokorların geliştirilmesi ve yapısal analizleri
CEMRE CEREN GÜLBAHAR
Yüksek Lisans
İngilizce
2026
Biyofizikİstanbul Teknik ÜniversitesiMoleküler Biyoloji-Genetik ve Biyoteknoloji Ana Bilim Dalı (disiplinlerarası)
PROF. DR. GİZEM DİNLER DOĞANAY
- Leıshmanıa ınfantum'un farklı antijen kombinasyonlarını içeren poli(laktik-ko-glikolik asit) nanopartiküllerinin sentezi, karakterizasyonu ve visseral leishmaniasis'e karşı aşı adayı olarak etkinliklerinin in vitro ve in vivo incelenmesi
Synthesis, characterization and in vitro and in vivo investigation of effectiveness as vaccine candidate against visceral leishmaniasis of poly(lactic-co-glycolic acid) nanoparticles containing combination of different antigens of leishmania infantum
ÖZLEM AYŞE TOSYALI
Doktora
Türkçe
2018
BiyomühendislikYıldız Teknik ÜniversitesiBiyomühendislik Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ MELAHAT BAGIROVA
- Kurkumin yüklü PLGA-DSPE hibrit nanopartiküllerin hazırlanması, karakterizasyonu ve in vitro etkinliğinin incelenmesi
Preparation, characterisation and in vitro evaluation of curcumin loaded PLGA-DSPE hybrid nanoparticles
FATMANUR BABALI BALIBEY
Doktora
Türkçe
2024
BiyoteknolojiBezm-İ Alem Vakıf ÜniversitesiBiyoteknoloji Ana Bilim Dalı (disiplinlerarası)
PROF. DR. ABDÜRRAHİM KOÇYİĞİT