Association of SNP in phospholipase A2 gene with prostate cancer

Abstract

Fosfolipaz A2 (PLA2) enzimleri, lipolitik enzimler olup hücre zarına bağlı olarak bulunan fosfolipitlerin parçalanarak biyolojik açıdan daha aktif olan ve enflamasyon, immün sistem, tümör oluşumu ve metastaz gibi olayları kontrol eden Arachidonic Acid (AA) ve lizofosfolipidlerin oluşmasını katalizlerler. Salınımlı Fosfolipaz A2-IIA (sPLA2-IIA) enzimi, bu enzim ailesinde bulunan Ca2+ bağımlı bir hidrolaz olup, prostat kanseri dahil bir çok hastalık durmunda artışı gözlemlenmiştir. sPLA2-IIA enziminin yüksek ifade seviyesi ileri seviye prostat tümör sınıflandırılması ve primer doku tümör proliferasyonu ile ilişkilendirilmiştir. Ayrıca serum içerisinde ki yüksek enzim seviyesinin, yüksek Gleason skoru ve ileri seviye hastalık evresi ile ilişkilendirilmesi sebebi ile, sPLA2-IIA enziminin bir prostat kanseri biyo-belirteci olarak kullanılabileceği öne sürülmüştür. Bu bağlamda bu tez dahilinde, prostat kanserinde ilk defa rs11573156 tekli nükleotid değişimi ile kanser gelişimi ve metastazı arasındaki bağlantı, sağlıklı popülasyon ile karşılaştırılarak incelenmiş olup, zararlı olabileceği düşünülen diğer tekli nükleotid değişimleri de bilgisayar destekli simülasyonlar ile incelenmiştir. Hastalardan alınan periferik kan örneklerinden DNA izolasyonu gerçekleştirilip ilgili gene ait sekanslama PCR-RFLP yöntemi ile yapılmıştır. Homoloji modellemesi yardımıyla dizayn edilen ve Ramachandran grafiği ile kalitesi belirlenen mutasyon modelleri ve doğal protein yapısı üzerinde moleküler dinamik simülasyonu gerçekleştirildi. Elde ettiğimiz sonuçlar ışığında rs11573156 tekli nükleotid değişikliği ile prostat kanseri arasında anlamlı bir ilişki bulanmamasına ragmen ilgili nükleotid değişiminin Türkiye popülasyonunda metastaz ile negatif yönde ilişkilendiği gösterilmiştir. Yapılan bilgisayar destekli modellemeler sonucunda araştırılan diğer iki tekli nükleotid değişiminin aktif bölge elemenları arasında kurulan bağlanmalara direct etkisi bulunmadığı görülmüştür. Lakin protein yüzeyinde meydana gelen yük değişimi dolaylı yoldan enzim aktivitesine etki edebilir ve daha detaylı incelenmesi gerekir.

Phospholipase A2 (PLA2) are lipolytic enzymes that hydrolase membrane phospholipids to form biologically active fatty acids like Arachidonic Acid (AA) and lysophospholipids, which in turn regulates important cellular events including inflammation, immunity, tumorigenesis and metastasis. Secretory Phospholipase A2-IIA (sPLA2-IIA) is a Ca2+ dependent hydrolase within same family of enzymes, which was shown to be elevated in several malignancies, including prostate cancer (PCa). High level of sPLA2-IIA was correlated with high prostate tumor grade and tumor proliferation in primary site tumors. Furthermore, the high serum level of enzyme in association with high Gleason score and advanced disease stage suggests sPLA2-IIA as a biomarker for poor prognosis of PCa. Aim of this thesis was to reveal first time the association of 5'UTR polymorphism (rs11573156) with PCa and survey the effects of possibly harming two additional polymorphisms (rs374105365 and rs965800220) with computational simulation analysis. Genotype analysis of patients and control group was performed with PCR-RFLP analysis by using isolated DNA samples. Short molecular dynamics simulations (md) were performed on native and mutated protein structures, designed with homology modeling where quality assessments were performed according to their Ramachandran plots. According to our results, heterozygous genotype (CG) for rs11573156 polymorphism is significantly associated with reduced metastatic incidence of PCa in Turkish population while showing no significant association with PCa susceptibility. Computational analysis results demonstrated that remaining two polymorphisms do not directly alters active site interactions. However, surface electrostatic change may have indirect effect how PLA2G2A exert its effect but it needs further investigation on residues that interacts with membranes or lipid surfaces.