Bazı karbonik anhidraz izoenzimlerinin inhibitör tasarımında kullanılabilecek makine öğrenme modellerinin geliştirilmesi
Development of machine learning models for the discovery of inhibitors of selected carbonic anhydrase isoenzymes
- Tez No: 973265
- Danışmanlar: PROF. DR. AHMET KAYRALDIZ, PROF. DR. EROL EROĞLU
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Biyoloji, Biology
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2025
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Kahramanmaraş Sütçü İmam Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Biyoloji Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Karbonik anhidraz (KA) tüm canlılarda var olan bir çinko metallo enzim olup, bu enzimin en temel fonksiyonu dokularda CO2 ve suyun geri dönüşümlü reaksiyonunu katalize etmektir. Tezde, insan KA izoenzimleri olan KA-I, KA-II, KA-IX ve KA-XII'ye karşı inhibitör etki gösteren bileşikler in silico yöntemlerle incelenmiştir. Amaç, moleküler tanımlayıcılardan yararlanarak biyolojik aktiviteyi öngören QSAR modelleri geliştirmektir. Veriler ChEMBL veri tabanından elde edilip RDKit ile üç boyutlu yapılara dönüştürülmüş, moleküler tanımlayıcı hesaplamaları Mordred ve Morgan Parmak İzi algoritmalarıyla yapılmıştır. Farmakokinetik açıdan uygun olmayan bileşikler Lipinski kuralları doğrultusunda elenmiş, ardından Extra Trees Regressor (ETR) ve Random Forest Regressor (RFR) algoritmalarıyla modeller oluşturulmuştur. Hiperparametre optimizasyonu GridSearchCV ile gerçekleştirilmiş; modellerin tahmin güçleri R² ve RMSE gibi istatistiksel metriklerle değerlendirilmiştir. Rastlantısal tahmin riskine karşı Y-randomizasyon testi, model geçerliliği için Applicability Domain (AD) analizi yapılmıştır. Ayrıca SHAP analizi ile biyolojik aktivite üzerinde etkili tanımlayıcılar belirlenmiş ve kimyasal olarak yorumlanmıştır. Sonuçlar, KA izoenzimlerine karşı seçici inhibitörlerin hesaplamalı olarak başarıyla öngörülebildiğini göstermiş, bu yaklaşımın ilaç tasarım sürecine etkili katkılar sunabileceğini ortaya koymuştur.
Özet (Çeviri)
Carbonic anhydrase (CA) is a zinc-containing metalloenzyme present in all living organisms. Its primary function is to catalyze the reversible reaction between CO₂ and water in tissues. In this thesis, compounds exhibiting inhibitory activity against human CA iso-enzymes namely CA-I, CA-II, CA-IX, and CA-XII were investigated using in silico approaches. The aim was to develop QSAR (Quantitative Structure–Activity Relationship) models to predict biological activity based on molecular descriptors. The compound data were obtained from the ChEMBL database, converted into three-dimensional structures using RDKit and molecular descriptors were calculated via Mordred and Morgan Fingerprint algorithms. Compounds with poor pharmacokinetic properties were excluded based on Lipinski's Rule of Five. Predictive models were developed using the Extra Trees Regressor (ETR) and Random Forest Regressor (RFR) algorithms. Hyperparameter optimization was performed via GridSearchCV and model performance was evaluated using statistical metrics such as R² and RMSE. To ensure model robustness, Y-Randomizasyon tests were applied and the Applicability Domain (AD) was assessed to define the reliable prediction space. Additionally, SHAP (SHapley Additive exPlanations) analysis was employed to identify and chemically interpret the most influential molecular descriptors affecting biological activity. The results demonstrated that selective inhibitors against CA isoenzymes can be effectively predicted using computational methods, indicating that this approach can provide valuable support for rational drug design.
Benzer Tezler
- Yeni sentezlenen bazı bis-üre türevi sülfonamitlerin kolinesteraz, karbonik anhidraz enzim inhibisyon etkilerinin ve sitotoksik özelliklerinin incelenmesi
Investigation of the cholinesterase, carbonic anhydrase enzyme inhibition effects and cytoxic properties of some newly synthesis bis-urea derivative sulphonamides
TUBA TEKELİ
Doktora
Türkçe
2024
BiyokimyaGazi ÜniversitesiKimya Ana Bilim Dalı
PROF. DR. SERVET ÇETE
DR. ÖĞR. ÜYESİ SÜLEYMAN AKOCAK
- Diabetli hasta eritrositlerinden elde edilen glike karbonik anhidraz izoenzimlerinin bazı inhibitörlere karşı ilgisi
Başlık çevirisi yok
MEHMET ÇİFTÇİ
- Yeni sekonder sülfonamidlerin sentezi ve in vitro karbonik anhidraz izoenzimleri üzerine inhibisyon aktivitelerinin incelenmesi
Synthesis of novel secondary sulfonamides and their in vitro carbonic anhydrase isozymes inhibition effects
TANER GÖKÇEN
Doktora
Türkçe
2017
Kimyaİstanbul Teknik ÜniversitesiKimya Ana Bilim Dalı
PROF. DR. TURAN ÖZTÜRK
DOÇ. DR. AHMET C. GÖREN
- Bazı kalkon ve N-Asetil pirazol türevlerinin sentezlenmesi ve biyolojik aktivitelerinin belirlenmesi
Synthesis of some chalcone and N-Acetyl pyrazole derivatives and determination of their biological activities
NURCAN ÖZTÜRK
Yüksek Lisans
Türkçe
2025
Eczacılık ve FarmakolojiSivas Cumhuriyet ÜniversitesiFarmasötik Biyokimya Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ÜMİT MUHAMMET KOÇYİĞİT