Conformational transitions of proteins explored by Monte Carlo simulations integrated with collective modes
Tezin Türü: Doktora
Tezin Yürütüldüğü Kurum: Boğaziçi Üniversitesi, FEN BİLİMLERİ ENSTİTÜSÜ, FEN BİLİMLERİ ENSTİTÜSÜ, Türkiye
Tezin Onay Tarihi: 2009
Tezin Dili: İngilizce
Öğrenci: NİGAR KANTARCI ÇARŞIBAŞI
Danışman: TÜRKAN HALİLOĞLU
Açık Arşiv Koleksiyonu: AVESİS Açık Erişim Koleksiyonu
Özet:Proteinlerde açık/kapalı veya serbest/bağlı yapı arası geçişlerin incelenmesi, fonksiyonel mekanizmaların aydınlanması açısından büyük önem taşımaktadır. Bu tezde, Anisotropik ağ modeli yardımıyla elde edilen kolektif modların Monte Carlo (MC) simülasyon tekniği ile birlikte kullanılmasıyla ANM-MC olarak adlandırılan bir yöntem geliştirilmiş ve bu yöntem konformasyonel geçiş yolizlerinin ve ara yapıların elde edilmesinde ve incelenmesinde kullanılmıştır. ANM-MC, Adenylate Kinase (AK), hemoglobin, human serum transferrin (HSTR) ve Lysine/Arginine/Ornithine (LAO) binding protein üzerinde uygulanmış ve bu proteinlerin kapalı (hedef) yapılarına sırasıyla 2.27, 1.90, 1.81, ve 1.40 Å kök ortalama kare sapması (RMSD) kadar yaklaşım sağlanabilmiştir. Simülasyon sonucu elde edilen ara yapılar, incelenen proteinlerle ilintili protein bilgi bankasından elde edilen kristal yapılarla karşılaştırılmış ve uygun ara yapı adayları oldukları gösterilmiştir. Kolektif hareketler kullanılmadan yapılan Hedeflendirilmiş Monte Carlo (TMC) tekniği de hedefe yaklaşabilmiş ve fiziksel olayların sıralarını göstermekte verimli bir yöntem teşkil etmiştir. Hedef yapıları bilinmeyen proteinlere de uygulanabilmesi adına geliştirilen RG-ANM-MC yöntemi ise düşük enerjili konformasyonlar ve proteinin kapanabilmesi için azalan jirasyon yarıçapı temel alınarak oluşturulmuştur. Bu yöntem ile, kapalı yapı ile ilgili hiçbir bilgi kullanılmadan AK, HSTR ve LAO-binding protein için hedef yapılara 3.18, 3.45 ve 2.61 Å RMSD kadar yaklaşım sağlanabilmiştir. RG-ANM-MC proteinlere, uygun kapalı yapılar önerebilecek bir yöntem teşkil etmektedir. Simülasyon sonuçları gösteriyor ki, bağlanma ile meydana gelen yapısal değişiklikler aslında proteinde var olan içsel bir özelliktir. Bir başka deyişle, bağlanan yapı yokluğunda da, protein serbest yapısıyla bu gibi konformasyonel geçişlere imkan verecek bir titreşimsel mekanizmaya sahiptir. Her iki yöntemde de (ANM-MC ve RG-ANM-MC) düşük titreşimli modlar ilgili geçişi elde etmekte etkili olmuştur.