Native state dynamics and recognition/bending processes in globular proteins
Globüler proteinlerde doğal hal dinamiği ve tanıma/bağlanma süreçleri
- Tez No: 129429
- Danışmanlar: PROF. DR. TÜRKAN HALİLOĞLU
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Kimya, Chemistry
- Anahtar Kelimeler: Dinamik davranış, Gauss ağ modeli, Monte Carlo Yöntemi, Proteinler, Dynamic behavior, Gaussian network model, Monte Carlo Method, Proteins
- Yıl: 2002
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Boğaziçi Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Kimya Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
ÖZET GLOBÜLER PROTEİNLERDE DOĞAL HAL DİNAMİĞİ VE TANIMA/BAĞLANMA SÜREÇLERİ Proteinlerin dinamik davranışlarının ve diğer moleküllerle fiziksel etkileşimlerinin belirlenmesi, biyolojik süreçler hakkında bilgi edinmek açısından büyük önem taşımaktadır. Bu tezde, simulasyon, analitik metodlar ve deneyler kullanılarak serbest ve bağlı hallerdeki protein dinamiği ve bağlanma/tanıma süreçleri incelenmiştir. Kullanılan ana simulasyon yöntemi, istatistiksel potansiyeller ve düşük uzaylı bir model içeren Monte Carlo (MC) algoritmasına dayalıdır. Barnase, subtilisin - CI2 kompleksi ve HTV-1 proteazının konformasyon dinamiği, kooperatif hareketlerin oluşturduğu etkileşim ağının ve bağlanma sonucu oluşan farklılıkların incelenmesi amacıyla simule edilmiştir. Yapısal bazlı analitik bir yöntem olan Gaussian Ağyapı Modeli (GNM), HTV-1 proteazının dinamik özelliklerinin ayrıntılı olarak analiz edilmesinde kullanılmıştır. GNM yönteminin hem Moleküler Dinamik (MD) hem de MC simulasyonlarından alınan konformasyonlara uygulanması, iki yöntemin karşılaştırılmasını sağlamaktadır. Sonuçların tutarlılığı, GNM yönteminin doğal haldeki herhangi bir konformasyona uygulanabilirliğinin yanısıra, MC simulasyonlarının MD ile kolayca erişilemeyen uzun zaman ölçeklerindeki dinamik davranışların incelenmesinde kullanılmasını da desteklemektedir. Deneysel olarak ise, faj gösterimi yöntemi aktif ve mutant olmayan HIV-1 proteazı üzerinde denenmiş ve sonuçlar biyoinformatik dizi eşleştirmesi yöntemiyle analiz edilmiştir. Deneylerin erken safhalarında bağlanan peptidlerin seçilebiliyor olması bu tekniğin ilaca dirençli mutantlara da uygulanmasını desteklemektedir. Ayrıca, HTV-1 proteazının sübstrat seçiciliği giydirme adı verilen yöntemle de çalışılmıştır. Burada amaç, bağlanan ve bağlanmayan peptid dizilerini daha iyi ayırdedebilmek için yöntemi geliştirmektir. Uzaklığa bağlı etkileşim potansiyalleri kullanmak, peptid konformasyonunu dikkate almak ve birden fazla şablon yapı kullanmanın tahminleri iyileştirdiği görülmüştür. Son olarak, MC simulasyonu giydirme ile birleştirilerek şablon olarak kullanılacak sadece bir yapının bulunduğu durumlar için yeni bir dinamik giydirme metodu önerilmiştir.
Özet (Çeviri)
IV ABSTRACT NATIVE STATE DYNAMICS AND RECOGNITION/BINDING PROCESSES IN GLOBULAR PROTEINS Characterizing the dynamic behavior of proteins and their physical interactions with other molecules is essential for obtaining insights into biological processes. In this thesis, a combinatorial approach involving simulations, analytical methods and experiments is used to investigate the protein dynamics in free and complex forms and binding/recognition processes. The main simulation method used is an off-lattice dynamic Monte Carlo (MC) algorithm with a reduced model and statistical potentials. The conformational dynamics of barnase, subtilisin - chymotrypsin inhibitor 2 complex and HIV-1 protease are simulated with the aim of elucidating the network of interactions formed by cooperative motions, and changes induced upon binding. The structure-based analytical method called Gaussian Network Model (GNM) is used for a detailed analysis of vibrational dynamics of HIV-1 protease. Application of GNM to snapshots taken from both Molecular Dynamics (MD) and MC simulations enables a comparison of the two methods. The consistency of the results promotes the applicability of GNM to any conformation accessible in the native state, as well as using this MC simulation method to study the dynamic behavior at relatively long time scales, which can not be feasibly reached by MD simulations. On the experimental side, the phage display technique is tried on inactive wild-type HTV-1 protease and the results are analysed by the bioinformatics tool of the sequence alignment. The convergence in early rounds of phage display and a selection towards better binders confirms the viability of the technique for drug-resistant variants. The substrate specificity of HIV-1 protease is also studied by threading, with the aim of modifying the threading method for better predictions of binding and non-binding sequences. It is found that using distance-dependent interaction potentials, taking peptide conformation into account and using multiple template structures improve the results. Finally, the MC simulation method is combined with threading to suggest a new dynamic threading approach, which appears promising for systems with only one template structure available.
Benzer Tezler
- Geçmişte, günümüzde syphilis (frengi)
Syphilis today and in the past
BELKIS ÖZDEMİR
Yüksek Lisans
Türkçe
1987
DermatolojiUludağ ÜniversitesiDeontoloji ve Tıp Tarihi Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. AYŞEGÜL DEMİRHAN ERDEMİR
- Bursa tıbbi folklorunda kırık-çıkıkla ilgili tedavi yöntemlerinden örnekler ve modern tıp bakımından bazı sonuçlar
Samples from the therapeutical methods in Bursa medical folklore and some results from the paint of modern mecine
NERMİN ERSOY
Yüksek Lisans
Türkçe
1986
Ortopedi ve TravmatolojiUludağ ÜniversitesiDeontoloji ve Tıp Tarihi Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. AYŞEGÜL DEMİRHAN ERDEMİR
- Ege bölgesinde üretilen bazı yerli ve yabancı siyah üzüm çeşitlerinden mayşe ısıtma metodu ile şarap eldesi
Başlık çevirisi yok
UFUK YÜCEL
Yüksek Lisans
Türkçe
1986
Gıda MühendisliğiEge ÜniversitesiGıda Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. FERİDUN TOPALOĞLU
- Halı ipliği yapımında kullanılan yünlerin teknolojik özellikleri üzerinde araştırmalar
Investigations on the technological properties of wools which are used in woollen carpet yarn production
BEKİR YILMAZ
Doktora
Türkçe
1985
Tekstil ve Tekstil MühendisliğiEge ÜniversitesiTarım Ürünleri Teknolojisi Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MUSTAFA HARMANCIOĞLU
