Predicting potential allosteric communication pathways in pyruvate kinase using residue network model
Rezidü ağ modelini kullanarak piruvat kinazdaki potansiyel allosterik iletişim yollarının tahmini
- Tez No: 559449
- Danışmanlar: DR. ÖĞR. ÜYESİ AYŞE ÖZGE KÜRKÇÜOĞLU LEVİTAS
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Kimya Mühendisliği, Chemical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2019
- Dil: İngilizce
- Üniversite: İstanbul Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Kimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Kimya Mühendisliği Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Allosteri genel olarak aktif bölgeden uzak bir bölgeye bir efektörün bağlanmasından dolayı proteinin işlevsel aktivitesinin düzenlenmesi olarak tanımlanır. Efektör, allosterik bölgeye etki ettiğinde, bu bilgi amino asit etkileşimleri yoluyla proteinin uzak bölgelerine aktarılır. Son yıllarda, allosterik haberleşme yolları yüksek seçiciliği olan türe özgü ilaçların tasarımında dikkat çekmektedir. Bu noktada, glikolitik yolaktaki enzimatik reaksiyonların allosterik proteinler tarafından katalizlendiği düşünüldüğünde, glikolitik yol enzimleri hem kanser hem de patojenik hastalıkların tedavisinde ilaç hedefleri olarak değerlendirilebilir. Tüm organizmalarda piruvat kinaz enzimi glikolizdeki son adımı katalize eder ve bu nedenle hücresel metabolizmada anahtar bir enzimdir. Bu çalışmada, Homo sapiens ve Staphylococcus aureus türlerine ait çok sayıda üç boyutlu kristal yapılar birbirine bağlı düğümlerden oluşan rezidü ağyapısı olarak modellenmiştir. Potansiyel allosterik iletişim yollarının yanı sıra iki tür arasındaki kritik farkları ortaya çıkarmak için, elde edilen ağların derece merkezliliği, yakınlık merkezliliği ve aradalık merkezliliği ölçülmüştür. Temel merkezlilik ölçümlerden elde edilen veriler analiz edilmiş ve Homo sapiens ve Staphylococcus aureus için bildirilen literatürdeki deneysel bulgular ile karşılaştırılmıştır. Protein kontak topolojisine dayanan kaba-ölçekli bu yaklaşım ile elde edilen bulgular, deneysel bilgiler ile uyum içindedir. Ayrıca, elde edilen tüm sonuçlar bu iki tür arasındaki allosterik mekanizmaların benzerlik ve farklılıklarını ortaya koymuştur. Tez çalışmasında elde edilen tüm bulgular beraber değerlendirildiğinde, bir bakteri türü olan Staphylococcus aureusun neden olduğu enfeksiyonları tedavi için, yüksek seçiciliğe sahip yeni ilaçların bağlanabileceği yeni ilaç bağlanma bölgeleri önerilmiştir.
Özet (Çeviri)
Allostery is generally defined as the regulation of the functional activity of a protein due to an effector binding to a region distant from the active site. When the effector perturbs the allosteric site, this information is transferred to distant regions of the protein through the amino acid interactions. In recent years, allosteric pathways have been widely exploited in the design of species-specific drugs with high selectivity. At this point, the glycolytic pathway enzymes have been evaluated as drug targets in the treatment of both cancer and pathogenic diseases. Here, pyruvate kinase catalyzes the last step in glycolysis and is therefore a key enzyme in cellular metabolism. In this study, numerous three-dimensional crystal structures belonging to Homo sapiens and Staphylococcus aureus species were modeled as residue networks composed of inter-connected nodes. To reveal potential allosteric communication pathways as well as critical differences between two species, degree, closeness and betweenness centrality measurements of the obtained networks were calculated. The large data obtained from basic centrality measurements were analyzed and compared with experimental findings from literature reported for Homo sapiens and Staphylococcus aureus. The coarse-grained approach based on the protein contact topology was in agreement with the experimental data. In addition, the obtained results revealed the similarities and differences between allosteric mechanisms of these two species. The findings have produced valuable information to propose new drug binding sites for novel drugs with high selectivity.
Benzer Tezler
- Investigating allosteric modulators for pathogenic enzymes using molecular docking and molecular dynamics simulations
Patojenik enzimler ıçin allosterik modülatörlerin moleküler yerleştirme ve moleküler dinamik simülasyonları kullanılarak araştırılması
MERVE YÜCE
Doktora
İngilizce
2025
Kimya Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. AYŞE ÖZGE KÜRKÇÜOĞLU LEVİTAS
- Monte Carlo (MC) path generation and small-world network approach to identify functional residues in proteins
Proteinlerdeki işlevsel rezidülerin belirlenmesi için Monte Carlo (MC) patika yaratma ve küçük dünya ağ-yapı yaklaşımı
ANDAÇ ARMUTLULU
Yüksek Lisans
İngilizce
2009
Kimya MühendisliğiBoğaziçi ÜniversitesiKimya Mühendisliği Bölümü
PROF. TÜRKAN HALİLOĞLU
- Prediction of allosteric key residues and their role in protein folding
Alosterik anahtar reziduların tahmin edilmesi ve protein katlanmasındaki rolü
ŞÖLEN EKESAN
Yüksek Lisans
İngilizce
2009
Kimya MühendisliğiBoğaziçi ÜniversitesiKimya Mühendisliği Bölümü
PROF. TÜRKAN HALİLOĞLU
- DE NOVO FRATAXİN PROTEİNİ TASARIMI: KATLANMA MOTİFLERİ, METAL İYON BAĞLANMA BÖLGELERİ, MOLEKÜLER DOCKİNG VE MOLEKÜLER DİNAMİK SİMÜLASYONLAR İLE OPTİMAL STABİLİTE İÇİN YAPAY ZEKÂ DESTEKLİ YAKLAŞIMLAR
DE NOVO FRATAXIN PROTEIN DESIGN: AI-ASSISTED APPROACHES FOR OPTIMAL STABILITY THROUGH FOLDING MOTIFS, METAL ION BINDING SITES, MOLECULAR DOCKING AND MOLECULAR DYNAMICS SIMULATIONS
KEVSER KÜBRA KIRBOĞA
Doktora
Türkçe
2026
BiyomühendislikSüleyman Demirel ÜniversitesiBiyomühendislik Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ECİR UĞUR KÜÇÜKSİLLE
- Machine learning applications in drug discovery and development
İlaç keşfi ve tedavisinde yapay zeka uygulamaları
SADETTİN YAVUZ UĞURLU
Doktora
İngilizce
2025
Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve KontrolThe Unıversıty Of BırmınghamMühendislik ve Doğa Bilimleri Ana Bilim Dalı
DR. SHAN HE