Latarcın 1 peptidi analoğunun rasyonel tasarımı ve antimikrobiyal/toksikolojik özelliklerinin in-vitro ve in-siliko karakterizasyonu
Latarcin 1 peptide analogue rational design and in vitro and in silico characterization of antimicrobial and toxicological properties
- Tez No: 1020836
- Danışmanlar: DR. ÖĞR. ÜYESİ HANDAN AÇELYA KAPKAÇ, PROF. DR. HÜLYA KARACA ATSAROS
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Biyoloji, Biyoteknoloji, Mikrobiyoloji, Biology, Biotechnology, Microbiology
- Anahtar Kelimeler: Antibakteriyel ajanlar, Antibiyotik dirençliliği, Anti-bacterial agents
- Yıl: 2026
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Eskişehir Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Lisansüstü Eğitim Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Biyoloji Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Moleküler Biyoloji Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Günümüzde antibiyotik direnç sorunu, geleneksel tedavi yöntemlerinin etkinliğini kısıtlayarak yeni nesil terapötik arayışlarını zorunlu kılmaktadır. Bu çalışmada, doğal bağışıklık sisteminin bir parçası olan Latarcin 1 (Ltc 1) peptidi, rasyonel tasarım stratejileriyle modifiye edilerek seçiciliği artırılmış Ltc1-MTN varyantı geliştirilmiştir. Nokta mutasyonları ve nükleer lokalizasyon sinyali entegrasyonu ile peptidin net yükü +14'e yükseltilirken, hidrofobik momentin 0,263 seviyesine düşürülmesiyle memeli hücrelerine karşı toksisite riskinin minimize edilmesi hedeflenmiştir. Moleküler docking analizlerinde Ltc1-MTN, özellikle karbapenem direncinden sorumlu BlaNDM-1 ve dış membran proteinleri AcrB, MexB gibi kritik hedeflere karşı yabanıl tipten daha stabil bağlanma enerjileri sergileyerek direnç mekanizmalarını inhibe etme potansiyelini ortaya koymuştur. 100 ns süreli moleküler dinamik simülasyonları ise peptidin transmembran bir yerleşim benimsediğini ve global helikal stabilitesini koruduğunu doğrulamıştır. In vitro deneylerde, yabanıl tipin etkisiz kaldığı Salmonella typhimurium ve E. coli suşlarına karşı sırasıyla 16 μM ve 32 μM MİK değerleri ile anlamlı bir inhibisyon elde edilmiştir. Net yük artışına rağmen, hemolitik aktivitenin %6,59 seviyesine gerilemesi ve kanser hücrelerinde kontrollü bir sitotoksisite sergilenmesi, tasarımın başarısını kanıtlamaktadır. Elde edilen bulgular, Ltc1-MTN'in düşük toksisite ve yüksek hedef seçiciliği ile dirençli enfeksiyonların tedavisinde güçlü bir biyoterapötik aday olduğunu göstermektedir.
Özet (Çeviri)
The escalating challenge of antibiotic resistance necessitates the development of novel therapeutic agents to overcome the limitations of traditional treatments. In this study, the wild-type Latarcin 1 (Ltc 1) peptide was modified through rational design strategies, yielding the Ltc1-MTN variant with enhanced selectivity. While the net charge was increased to +14 via point mutations and nuclear localization signal integration, the hydrophobic moment was reduced to 0.263 to minimize toxicity toward mammalian cells. Molecular docking analyses revealed that Ltc1-MTN exhibits more stable binding energies than the wild-type against critical resistance targets, including the carbapenemase BlaNDM-1 and efflux proteins such as AcrB and MexB, indicating its potential to inhibit resistance mechanisms. Furthermore, 100 ns molecular dynamics simulations confirmed that the variant adopts a transmembrane orientation while maintaining global helical stability. In vitro assays demonstrated significant inhibitory activity against Salmonella typhimurium and E. coli with MIC values of 16 μM and 32 μM, respectively, where the wild-type was ineffective. Despite the increased net charge, the reduction of hemolytic activity to 6.59% and the exhibition of a controlled cytotoxic profile against cancer cells validate the success of the rational design. These findings suggest that Ltc1-MTN, with its low toxicity and high target selectivity, serves as a potent biotherapeutic candidate for targeting resistant infections.