İnsan TfR1 proteini ile SARS-CoV-2 Spike proteini arasındaki moleküler etkileşimlerin hesaplamalı yaklaşımlar ile incelenmesi
Investigation of molecular interactions between human TfR1 protein and SARS-CoV-2 Spike protein via computational approaches
- Tez No: 991222
- Danışmanlar: DR. ÖĞR. ÜYESİ OSMAN MUTLUHAN UĞUREL
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Biyoistatistik, Biostatistics
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2026
- Dil: Türkçe
- Üniversite: İstanbul Üniversitesi-Cerrahpaşa
- Enstitü: Lisansüstü Eğitim Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Biyoistatistik Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Biyoistatistik ve Tıp Bilişimi Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Birincil olarak solunum sistemini etkileyen COVID-19 hastalığı etkeni SARS-CoV-2 virüsünün bilinen en yaygın enfeksiyon mekanizması, Spike (S) proteininin konak anjiyotensin dönüştürücü enzim 2 (hACE2) reseptörüne bağlanarak penetrasyonu olarak tanımlanmıştır. Beyin gibi bazı dokularda hACE2'nin ifade edilmemesine karşın, SARS-CoV-2'nin tüm dokularda bulunması, pek çok virüs tarafından reseptör protein olarak kullanılan Transferin Reseptör Protein 1 (TfR1) gibi alternatif bir viral penetrasyon aracı proteinlerin de olabileceği düşüncesini doğurmuştur. Bu tezin amacı hesaplamalı biyoloji yaklaşımlarıyla SARS-CoV-2 S proteininin, hACE2 mekanizmasına alternatif olarak, hTfR1 proteinine bağlanma potansiyelinin in silico gösterimidir. Protein veri bankasından alınan insan hTfR1 proteini ile SARS-CoV-2 Wuhan, Delta ve Omicron BA.2 varyantlarının Spike Receptor Binding Domain (RBD) kristal yapıları açık erişimli HADDOCK ve ClusPro web araçları ile protein-protein kenetleme analizleri yapılmış, ardından GROMACS programı ve OpenMM Python paketleri ile moleküler dinamik simülasyonları gerçekleştirilmiştir. Analiz edilen varyantlarının Spike RBD'lerinin hTfR1'in Helical Domain'ine bağlandığı ve bağlanma enerjilerinin büyükten küçüğe Omicron BA.2, Delta ve Wuhan varyantlarında olduğu hesaplanmıştır. Protein-protein kenetlemelerinde, hTfR1 R613 ile, Spike S477 ile amino asitleri arasında etkileşim olduğu gösterilmiştir. Bu amino asidin, literatürde Spike ile bağlanmadığı gösterilen Syrian hamster ve ev faresi hTfR1'nde farklı olduğu, Spike ile bağlanan Afrika yeşil maymunu hTfR1'inde aynı olduğu BLASTP analizi ile gösterilmiştir. Yapılan bu tez hTfR1 ve Spike RBD etkileşiminin in silico olarak gösterilmesi bakımında önem arz etmektedir. Çalışmada elde edilen bulgular, hTfR1 proteininin insanda en çok ifade edildiği CD71+ Erythroid hücrelerinin, COVID-19 enfeksiyonu sırasında kandaki değişimi ile birlikte değerlendirildiğinde hTfR1 proteinin virüs için alternatif bir reseptör olabileceğini ortaya koymaktadır. Yapılan çalışmalar laboratuvar deneyleri ile doğrulanması ve klinik göstergeler ile değerlendirilmesiyle SARS-CoV-2 enfeksiyon mekanizmasının anlaşılmasına yeni bir boyut kazandırılacaktır.
Özet (Çeviri)
Primarily, COVID-19 infection are regulated by the penetration of the SARS-CoV-2 Spike (S) protein into the host cardiotensin-converting enzyme 2 (hACE2). While hACE2 is expressed in some tissues, such as the brain, the fact that SARS-CoV-2 is co-opted in all tissues has led to the idea of producing alternative viral penetration mediator proteins, such as Transferrin Receptor Protein 1 (hTfR1), which is used as a receptor protein by many viruses. The aim of this thesis is to demonstrate in silico the potential of SARS-CoV-2 S protein to bind to hTfR1 protein as an alternative to hACE2 options, using computational biology methods. After performing protein-protein docking analyses of human hTfR1 protein and SARS-CoV-2 Wuhan, Delta, and Omicron BA.2 Spike Receptor Binding Domain (RBD) structures using open-access HADDOCK and ClusPro web-tools, further analysis was carried out using the GROMACS program and the OpenMM Python package. The analyzed features showed that Spike RBDs bind to the Helical Domain of hTfR1, and the binding energies, from largest to smallest, were those of Omicron BA.2, Delta, and Wuhan. In protein-protein docking, transitions occurred between amino acids hTfR1 R613 and Spike S477. This amino acid, which is different in Syrian hamster and house mouse hTfR1 (where it does not bind to SARS-CoV-2 Spike protein), and the same in African green monkey hTfR1 (where it is separated from Spike), was identified by BLASTP analysis. This thesis is the first study to demonstrate the interaction between hTfR1 and Spike RBD in silico. The findings of the study reveal that when the hTfR1 protein is evaluated in conjunction with the changes in CD71+ erythrocytes, which are the most expressed receptors in humans, and its interaction with changes in the blood during COVID-19 infection, it becomes clear that the hTfR1 protein may be an alternative receptor for the virus. In addition to that, results of this study are found consistent with accurate laboratory experiments and clinical indicators will add a new dimension to understanding the context of SARS-CoV-2.
Benzer Tezler
- D-β-hidroksibutirat'ın MPP aracılı nörotoksisite modelinde Ferroptoz mekanizmalarına etkilerinin incelenmesi
Investigation of the effects of D-β-hydroxybutyrate on Ferroptosis mechanisms in an MPP-induced neurotoxicity model
FULYA TUZCU
- Safranal'ın kanser hücre hatlarında sitotoksik, apoptotik ve genotoksik etkilerinin araştırılması
Investigation of cytotoxic, apoptotic and genotoxic effects of safranal in cancer cell lines
ATHOUMANI ALI SOUANDAOU
Doktora
Türkçe
2024
Biyolojiİstanbul ÜniversitesiBiyoloji Ana Bilim Dalı
PROF. DR. FATMA GÜL ÖZCAN
PROF. DR. NİHAL ÖMÜR BULAN
- 5-florourasil yüklü PLGA nanopartiküllerinin toroidal mikroakışkan sistemler ile üretimi ve proses değişkenlerinin deney tasarımı ile optimizasyonu
Production of 5-fluorouracil loaded PLGA nanoparticles with toroidal microfluidic system and optimization of process variables by design of experiments
ŞEYMA NUR TÜRKMEN KOÇ
Doktora
Türkçe
2024
Mühendislik BilimleriHacettepe ÜniversitesiNanoteknoloji ve Nanotıp Ana Bilim Dalı
PROF. DR. KEZBAN ULUBAYRAM
- İnsan vücudunun geometrik bir modelinin yapılarak giysi kalıplarının geliştirilmesinde bilgisayara çizdirilecek yüzey açılımlarından yararlanma yollarının araştırılması
Başlık çevirisi yok
EMİNE ERCAN
Yüksek Lisans
Türkçe
1986
Tekstil ve Tekstil MühendisliğiEge ÜniversitesiTekstil Ana Sanat Dalı
DOÇ. DR. GÜNGÖR BAŞER