Mycobacterium tuberculosis Protein Kinaz K`nın sinyal iletimindeki rolünün moleküler modelleme yaklaşımlarıyla araştırılması

Abstract

Mycobacterium tuberculosis (Mtb) bakterisinin sebep olduğu tüberküloz zorlu ve ölümcül olabilen bir hastalık olmakla beraber tedavisi mümkündür. Kullanımda olan ilaçların 40 yıl üzerinde bir geçmişi olması, gelişen ilaç direnci ile birlikte sinyal iletim süreçlerinin ve mekanizmanın aydınlatılması yeni ilaç keşfi noktasında önemlidir. Bu çalışmada Mtb'deki ökaryotik benzeri 11 Ser/Thr kinazdan biri olan Protein Kinaz K (PknK)'ın sinyal iletimindeki yeri ve bu iletişimde VirS ile olan ilişkisini moleküler modelleme (moleküler yerleştirme ve moleküle dinamik) yaklaşımları ile araştırılması hedeflendi. Fosforlamanın PknK'nın konformasyonundaki rolleri ve bunun VirS ile moleküler tanımasına etkisi araştırıldı. Öncelikle PknK'nın ve virS proteinlerinin üç boyutlu yapıları homoloji modelleme yaklaşımı ile tasarlandı. Moleküler dinamik hesaplsmalar PknK'daki Thr179, Thr181, Ser187 artıklarının fosforilasyonu sonucu proteinin anlamlı konformayonel değişikliğe uğradığını gösterdi. Bu değişikliklerin VirS'nın tanınmasında önemli olabileceğini düşündürdü. Benzer bir şekilde moleküler dinamik hesaplamalar VirS'nın Ser252, Ser311, Thr327, Thr248 artıklarındaki fosforilasyonunun bu proteinde anlamlı konformasyonel değişikliklere neden olduğunu gösterdi. Bu değişikliklerinde VirS'nin MymA operonundaki DNA fragmentine bağlanmada önemli rol oynayacağı düşünüldü.

Tuberculosis is a disease caused by the bacterium of Mycobacterium tuberculosis. The fact that the drugs in use have a history of more than 40 years and the elucidation of the drug resistance as well as the signal transmission processes and the mechanism are important for the discovery of new drugs. The current study has an objective to investigate the role of phosphorylation of Protein Kinase K (PknK), which is one of these 11 kinases, in the molecular recognition of its main substrate by molecular modelling approaches. First of all, because of the lack of 3D structures of PknK and VirS, the homology modelling was applied to have these structures for both proteins. The results indicated that the phosphorylation of corresponding threonine and serine has a significant impact on the recognition of VirS. Assisted Model Building with Energy Refinement (AMBER) was applied throughout the calculations.MD calculations as in periodic box for both proteins (PknK and VirS) design by homology modelling indicate that both models have been constitute in a good manner. Phosphorylation at Thr179, Thr181, Ser187 residues caused significant changes on the conformation of the protein which maybe the driving force in the recognation of VirS. The conformational changes indused by the phosphprylation of Ser252, Ser311, Thr327, Thr248 resiues in VirS. The binding to MymA operon.