Effect of ligand binding on protein dynamics: A time series analysis
Tezin Türü: Yüksek Lisans
Tezin Yürütüldüğü Kurum: Boğaziçi Üniversitesi, FEN BİLİMLERİ ENSTİTÜSÜ, MATEMATİK MÜHENDİSLİĞİ ANABİLİM DALI, Türkiye
Tezin Onay Tarihi: 2008
Tezin Dili: İngilizce
Öğrenci: SENA BAŞKAN
Danışman: BURAK ALAKENT
Açık Arşiv Koleksiyonu: AVESİS Açık Erişim Koleksiyonu
Özet:Proteinlerin iç dinamikleri simulasyon tekniklerinin yardımıyla, örneğin moleküler dinamikler (MD) simulasyonuyla analiz edilebilirler. Büyük boyutlu olan MD verisine sıklıkla uygulanan ana bileşenler analizi sonucunda proteinin işleviyle ilişkili oldukları bilinen esas modlar (ana bileşenler) elde edilir. Yakın zamandaki bir çalışmada, Alakent ve çalışma arkadaşları MD verisinden elde edilen esas modları zaman serileri modelleriyle incelemiş ve elde edilen parametreleri protein dalgalanmaları açısından yorumlamışlardır.Bu tezde, dihidrofolat redüktaz ve triozfosfat izomeraz enzimleri, MD verilerinden elde edilen ana bileşenlerine zaman serileri analizi uygulanarak incelenmiştir. Enzimlerin serbest (apo) ve ligand-bağlı halleri üzerinde gerçekleştirilen MD simulasyonlarının 3.2 ns uzunluğundaki ikişer bağımsız kısımları kullanılmıştır. İkişer bağımsız örnekten çıkarılan model parametrelerinin aynı hal için birbirlerine benzer çıkmaları analizin güvenilirliğini ve farklı konformasyonel altdurumların proteinin vibrasyonel frekans yoğunluğu üzerindeki etkisinin derecesini göstermiştir. DHFR, birbirlerinden bir hidrid iyonu farkı olan iki ayrı ligand ile incelenmiştir. NADPH ligandının DHFR proteinin beraber hareketlerine katılımı NADP+ ligandından yüksektir. NADPH bağlı DHFR proteinindeki beraber hareketlerin serbest haldekine benzediği, NADP+ bağlı haldeki beraber hareketlerin ise kaybolduğu gözlemlenmiştir. Hem DHFR hem de TIM proteinlerinin serbest hallerinin ligand bağlı hallerinden daha esnek oldukları görülmüştür. Her iki proteinde de ligand bağlanması düşük frekansları daha yüksek frekanslara doğru kaydırmıştır. NADP+ bağlı DHFR proteinin vibrasyonel frekanslarının NADPH bağlı halden daha düşük olduğu görülmüştür. Özetle, ligand bağlanmasının proteinlerin salınımlarının beraberliğini, vibrasyonel düşük frekans yoğunluğunu ve harmonik olmayan hareketlerini etkilediği; özellikle vibrasyonel frekansların katalitik döngü üzerinde önemi olabileceği sonuçlarına varılmıştır. Proteinlerin birbirleri ile bağlanma eğilimi incelenirken bu etkenlerin hepsi göz önüne alınmalıdır.