Prediction of allosteric key residues and their role in protein folding
Tezin Türü: Yüksek Lisans
Tezin Yürütüldüğü Kurum: Boğaziçi Üniversitesi, FEN BİLİMLERİ ENSTİTÜSÜ, FEN BİLİMLERİ ENSTİTÜSÜ, Türkiye
Tezin Onay Tarihi: 2009
Tezin Dili: İngilizce
Öğrenci: ŞÖLEN EKESAN
Danışman: TÜRKAN HALİLOĞLU
Açık Arşiv Koleksiyonu: AVESİS Açık Erişim Koleksiyonu
Özet:Protein dinamiğinin bir parçası olarak alosteri, protein aktivitesinin denetiminde önemli bir rol teşkil eder. Alosterinin, birbirinden uzak iki alosterik nokta arasında bulunan anahtar rezidular üzerinden geçen bilgi patikaları aracılığıyla sağlandığına inanılır. Bu anahtar reziduların tahmin edilmesi, protein alosterisini anlamak açısından bir kilometre taşı oluşturacaktır. Bu çalışmada, işlevsel reziduların tahmini yeni ileri sürülen Monte Carlo (MC) patika yaratma yöntemi ile gerçekleştirilmiştir. Bu yöntemde protein yapısı bir amino asit ağ yapısı olarak ele alınır ve rezidular-arası etkileşmeler bir potansiyel fonksiyon ile tanımlanır. Kullanılan potansiyel fonksiyon türünün etkileri dört farklı potansiyel fonksiyon denenerek çalışılmış ve etkileşmeleri en iyi tanımlayan potansiyel fonksiyon olarak atomistik potansiyel fonksiyon seçilmiştir. MC patika yaratma, üç farklı yaklaşım ile incelenmiştir; 1) iki rezidu arası patika yatarımı (BTR), 2) belirli sayıda adımdan oluşan patika yaratımı (PSNS), ve 3) sınırsız sayıda adımdan oluşan patika yaratımı ve yakınlık, aradalık ve kümeleme katsayısı gibi ağ yapı parametrelerinin hesaplanması (ISP). Bu yaklaşımlar kullanılarak; Shaker potasyum kanalı ve HIV-1 proteaz gibi sistemlerin çalışılmasında, bir tek en kısa patika elde etmekten ziyade patika toplulukları yaratılmıştır. Ek olarak, MC patika yaratma, monomer içi ve monomerler arası ve de aynı proteinin faklı yapılarındaki iletişim çalışmalarına da uygulanmıştır. Elde edilen bu bilgilerin birleştirilmesi sonucu katalitik, bağlanma ve alosterik fonksiyonlar açısından önemli reziduların bir listesi açığa çıkmıştır. Bu ileri sürülen reziduların protein katlanmasındaki rolleri, robotik hareket planlama kavramlarına dayanan bir algoritma ile yapılan protein katlanma simulasyonları üzerinden çalışılmıştır. Katlanma rotaları boyunca reziduların yaptığı kontaklar incelenmiş ve katlanmaya yön veren ilk kontakları oluşturan rezidular teşhis edilmiştir. İlginçtir ki bulunan bu rezidular patika analizlerinde yüksek yakındalık ve aradalık değerleri gösteren rezidular arasında yer almaktadır. Sonuç olarak bu çalışma, iletişim patikalarının evrimsel olarak korunduğunu ve MC patika yaratma yönteminin hem alosteri hem protein katlanmasındaki önemli reziduları tahmin etmekte başarılı bir yöntem olduğunu önermektedir.