Computational identification of novel organocatalytic structures as enzyme mimics
Enzim mimik eden yeni organokatalitik yapıların hesapsal tanımlanması
- Tez No: 731900
- Danışmanlar: PROF. DR. NİHAN ÇELEBİ ÖLÇÜM
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Kimya Mühendisliği, Chemical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Katalitik, Oligomerler, Catalytic, Oligomers
- Yıl: 2022
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Yeditepe Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Kimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Hidrolazların katalitik elemanlarını taşıyan kiral yapı blokları birleştirilerek oluşturulan spirosiklik oligomerler (spiroligozimler), vinil triflorometilasetatın metanol ile transesterifikasyonunu katalize eder, ancak katalitik fonksiyonel gruplarının H-bağı ağları yoluyla iyi tanımlanmış bir geometride enzim benzeri ön organizasyonuna sahip değildir. Bu tezde, gelişmiş bir yapısal ön organizasyon sağlayabilecek yapısal modifikasyonları hızla taramak amacıyla oluşturulan ve farklı teori seviyelerini birleştiren bir hesaplama protokolü, hidrolazların Ser-His-Asp/Glu katalitik üçlüsünü taklit eden piridin ve alkol içeren iki işlevli bir ana spiroligozime uygulandı. Hesaplamalar, ana spiroligozimde alkol parçasını tutan beş üyeli yapı bloğunu altı üyeli bir analogla değiştirmek kadar basit bir modifikasyonun, benzil alkol-piridin nükleofilik ikilisi arasındaki H-bağının korunma oranını önemli ölçüde arttırdığını öngörmektedir. Hesaplanan enerji profili, ana spiroligozim ile karşılaştırıldığında bu türevin daha hızlı asilasyonunun göstergesidir ve verimli kataliz için bir oksianyon boşluğu motifinin dahil edilmesinin önemini vurgular. Hem nükleofilik ikili (amin-alkol) hem de oksianyon boşluğu motifi (üre/tiyoüre) içeren yeni organokatalizör adaylarını belirlemek amacıyla, kuantum mekaniksel hesaplamalarını ilaç tasarım araçlarıyla birleştiren bir yaklaşım kullanıldı. Amin-alkol-üre katalitik motifleri içeren kuantum mekaniksel olarak optimize edilmiş bir geçiş konumu modeline dayalı olarak bir farmakofor taraması oluşturuldu ve ZINC veri tabanında tarandı. Tarama, kataliz için tasarlanan fonksiyonel grupların gerekli üç boyutlu yerleşimini sağlayan küçük organik molekülleri belirledi. Burada sunulan çalışma, yüksek katalitik verimliliğe sahip çok işlevli organokatalizörlerin tasarımına yönelik önemli bir adım teşkil etmektedir.
Özet (Çeviri)
Spirocyclic oligomers formed by coupling chiral building blocks carrying the catalytic machinery of hydrolases (spiroligozymes) catalyze the transesterification of vinyl trifluoromethylacetate with methanol but suffer from the lack of enzyme-like preorganization of their catalytic functionalities in a well-defined geometry via H-bond networks. In this thesis, a computational protocol that combines different levels of theories to rapidly explore structural modifications for an improved structural preorganization was applied to a bifunctional parent spiroligozyme containing a pyridine-alcohol dyad that mimics the Ser-His-Asp/Glu catalytic triad of hydrolases. Calculations predict that a modification as simple as replacing the five-membered building block holding the alcohol moiety with a six-membered analog in the parent spiroligozyme significantly increases the occupancy of the H-bond between the benzyl alcohol-pyridine nucleophilic dyad. The computed energy profile is indicative of faster acylation of this derivative compared to the parent spiroligozyme and highlights the importance of inclusion of an oxyanion hole motif for efficient catalysis. With the aim of identifying new organocatalyst candidates containing both a nucleophilic dyad (amine-alcohol) and an oxyanion hole motif (urea/thiourea), a computational approach that combines quantum mechanical calculations with drug design tools was used. A pharmacophore query was generated based on a quantum mechanically optimized transition state model including amine-alcohol-urea catalytic motifs and was screened in the ZINC database. The search identified trifunctional hits in the required three-dimensional constellations. The work presented herein constitutes an important step toward the design of multifunctional organocatalysts with high catalytic efficiency.
Benzer Tezler
- Exploring the mode of action of multifunctional organocatalysts
Çok fonksiyonlu organokatalizörlerin etki şeklinin incelenmesi
SEZEN ALSANCAK
Doktora
İngilizce
2023
Kimya MühendisliğiYeditepe ÜniversitesiKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. NİHAN ÇELEBİ ÖLÇÜM
- Development of cinchona based catalysts guided by computational insights for asymmetric synthesis
Asimetrik sentez için hesaplamalı anlayış ile kinkona tabanlı katalizörler geliştirilmesi
YEŞİM ÇAMLISOY
Doktora
İngilizce
2023
Kimya MühendisliğiYeditepe ÜniversitesiKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ SEMİN FUNDA OĞUZ
PROF. DR. NİHAN ÇELEBİ ÖLÇÜM
- Automatic identification of evolutionary and sequence relationships in large scale protein data using computational and graph-theoretical analyses
Büyük çaplı protein verisinde evrimsel ve dizinsel ilişkilerin işlemsel ve çizge teorisi analizleri ile otomatik olarak belirlenmesi
TUNCA DOĞAN
Doktora
İngilizce
2012
Biyomühendislikİzmir Yüksek Teknoloji EnstitüsüBiyomühendislik Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. BİLGE KARAÇALI
PROF. DR. HÜSEYİN BASKIN
- A computational approach for prioritization of patient-specific cancer drivers
Başlık çevirisi yok
AHMED AMINE TALEB BAHMED
Yüksek Lisans
İngilizce
2020
Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve KontrolAntalya Bilim ÜniversitesiElektrik ve Bilgisayar Ana Bilim Dalı
PROF. DR. CESİM ERTEN
DOÇ. DR. HİLAL KAZAN
- Computational prediction of disordered regions in proteins
Proteindeki düzensiz bölgelerin hesapsal tahmini
İREM ERSÖZ KAYA
Doktora
İngilizce
2008
Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve KontrolÇukurova ÜniversitesiElektrik ve Elektronik Mühendisliği Bölümü
YRD. DOÇ. DR. TURGAY İBRİKÇİ