Computational modeling and analysis of the dynamic behavior of proteins
Tezin Türü: Yüksek Lisans
Tezin Yürütüldüğü Kurum: Boğaziçi Üniversitesi, FEN BİLİMLERİ ENSTİTÜSÜ, FEN BİLİMLERİ ENSTİTÜSÜ, Türkiye
Tezin Onay Tarihi: 2001
Tezin Dili: İngilizce
Öğrenci: NURİ ALPAY TEMİZ
Danışman: TÜRKAN HALİLOĞLU
Özet:ÖZET PROTEİNLERİN DİNAMİĞİNİN BİLGİSAYAR DESTEKLİ MODELLENMESİ VE ANALİZİ Proteinlerin dinamiğinin anlaşılması, yapı-fonksiyon ilişkisinin açığa çıkarılmasında büyük önem taşımaktadır. Bu tezde amaç, yapısal bazlı analitik bir yaklaşımla nükleer manyetik rezonans (NMR) deneylerinde gözlendiği şekilde proteinlerin konformasyonel dinamiğini modellemek ve kollektif hareketlerin moleküler mekaniğini tahmin emektir. Bu amaçla chymotrypsin inhibitor 2 (CI2), ribonuclease HI (RNase HI), staphlococcal nuclease (SNase) proteinlerinin dinamiği Gaussian Ağ Modelinin (GNM) bir uzantısı kullanılarak incelenmiştir. Sonuçlar deney ve simulasyon verileriyle karşılaştırılmıştır. Üç proteinde de biyolojik fonksiyon için önemli rol oynayan halka bölgeleri yapıların diğer bölgelerine oranla oldukça hareketli bulunmuştur. Teori sonuçları ile sarmal yapılarındaki amid bağlarının tümünün sınırlı bir hareketliliğe sahip ve konumsal değişikliklere güçlü dirençleri olduğu görülmüştür. Ek olarak, dihydrofolate reductase enziminin kollektif hareketleri GNM ve uzantısı anizotropik ağ modeli (ANM) kullanılarak incelenmiştir. Proteinin hareketlerinin en düşük frekanslı modunda gözlenen en az hareketli rezidülerin enzimi iki ayrı parçaya ayıran bölümle çakıştığı görülmüştür. İkinci en yavaş mod katalitik olarak aktif bölgenin halka bölgesi olduğunu göstermektedir. Yüksek frekanslı modlarda bulunan rezidülerin hepsinin hidrofobik kümelerde toplandığı ve çoğunun proteinin katlanmasında yer alan residülerle çakıştığı görülmüştür. Proteinin ANM ile analizi enzimin titreşimlerinin üç boyutlu yönlerini göstermiştir. Sonuçlar deneysel gözlemlerle uyuşmaktadır. M20 halkası, G-H halkası, F-G halkası, B ve C sarmal yapılarının yüksek amplitütlü titreşimlere sahip olması, bu bölgelerin bağlanma ve katalitik aktivitede önemli rol oynadıklarını göstermektedir.