Interaction of cibacron blue attached magnetic polymers with albumin using computational tools

Abstract

İnsan serumu albümini (HSA), insan plazması içeriğinde en sık karşılaşılan proteindir. Bu haliyle kan içeriğindeki proteinlerinin %60'ını oluşturur. Yağ asitleri ve ilaç gibi farklı molekülleri kan içinde aktarmasının yanında en önemli görevlerinden biri, kan ile doku sıvıları arasında su miktarının dengelenmesini, yani ozmotik basıncı sağlamaktır. Albüminin eksikliği çeşitli metabolik hastalıklara yol açmakla birlikte, kanda bol miktarda bulunması da proteom analizlerinin kısıtlanmasına neden olmaktadır. Bu nedenlerle, albümin uzun yıllardır çeşitli yöntemlerle saflaştırılmakta veya kan ortamından uzaklaştırılmaktadır. Saflaştırma ve ayırma yöntemleri arasında en sıklıkla kullanılan yöntem afinite kromatografisidir. Afinite kromatografisi, belli bir moleküler yapıya ve yönlenmeye sahip immobilize ligand ve hedef molekül arasındaki seçici, spesifik ve tersinir etkileşimlere dayanan bir ayırma yöntemidir. Afinite kromatografisi, immobilize metal şelat afinite yöntemlerinden boya afinite kromatografisi, afinite kapiler elektroforez afinite çöktürme ve afinite membranlara kadar birçok alanda kullanılan yöntemlerin başında gelmektedir. Boyar madde Cibacron Blue (CBD) ise boya afinite kromatografisinde en çok kullanılan boya ligandlardan birisidir. HSA saflaştırılması için CBD çok uyumlu bir boya liganddır. Ancak, CBD boya ligand içeren birçok afinite uygulaması olmasına rağmen, CBD ve HSA arasındaki etkileşimin bilgisayarlı ortamda incelendiği çok fazla araştırma bulunmamaktadır. Bu kapsamdaki tez çalışmasında, CBD ve HSA arasındaki etkileşimin değerlendirilmesi için moleküler kenetlenme yazılımı AutoDock kullanılmıştır. CBD ile yapılan moleküler kenetlenme çalışmaları, altı farklı konformasyonda CBD ve HSA arasında bir etkileşim olabileceğini ve HSA'nın farklı bağlanma bölgelerine ulaşabileceğini göstermiştir. Altı farklı konformasyonun bağlanma serbest enerjileri hesaplanmıştır. CBD'nin en uygun konformasyonunda ve enerjetik olarak en istenir sonuç, konformasyon 5 için belirlenmiştir.

Human plasma contains a vast amount of human serum albumin (HSA). Almost 60% of human plasma protein contains HSA. Blood volume regulation based on colloid osmotic pressure is a vital role of serum albumins. In order to hide their hydrophobic nature, they can be seen transferring some low water-soluble molecules. These molecules consisted of some steroid hormones, some salts, free fatty acids, calcium, and some drugs. Low or high level of albumin almost always caused several diseases. Besides, albumin should be removed from blood plasma in some cases, since high abundancy of albumin hinders biomarkers in proteome studies. Affinity chromatography is a standard method, which used for protein purification and separation studies due to its specificity, selectivity. There are several affinity chromatography methods, such as dye affinity, immobilized metal chelated affinity, and affinity electrophoresis. Cibacron Blue F3GA (CBD), as a dye ligand, is one of the most used dyes amongst dye affinity chromatography. CBD is ideally suited for HSA purification for several years. However, even though CBD has many purification applications, there is not much research focused on the interaction between CBD and HSA in molecular simulation. In this thesis, interactions between CBD and HSA were simulated via AutoDock molecular docking software in this study. Investigated possibilities resulted in six different conformations on different locations, which light the way to variable connectivity of CBD. Thus, it is determined that the most favorable binding is conformation 5, with its lowest binding energy, which is energetically favorable.