Möleküler dinamik simülasyon yöntemiyle peptidlerin farklı çözücüler içindeki yapılarının incelenmesi.

Abstract

Bu tez çalışmasında son zamanlarda protein bazlı ilaç üretiminde sıklıkla kullanılan ve deneysel yöntemlerle ikincil yapıları belirlenmiş olan, Salmon Calcitonin (sCT) (pdb kodu 2GLH) peptidinin olası üç boyutlu konformasyonlarının Moleküler Dinamik Simülasyon (MD) tekniği ile belirlenmesi ve bu konformasyonlar üzerine çözücü ve sıcaklığın etkisinin araştırılması amaçlanmıştır.Bu amaçla seçilen beş farklı çözücü ortamında (SPC, TIP3p, TIP4p, TIP5p ve METHANOL), 300 K sabit sıcaklık ve 1 atm sabit basınç şartlarında MD simülasyonları gerçekleştirilmiş, sCT peptitinin olası üç boyutlu konformasyonları ve bunların ikincil yapı değişimleri tespit edilmiştir. Sonuçlar sCT peptitinin ağırlıklı ikincil yapılarının alfa-heliks, rastgele sarmal, beta dönüşleri ve kıvrılmalar şeklinde olduğunu ve bunların oranlarının seçilen çözücüye bağlı olduğunu göstermiştir. Bu sonuçlarla literatürdeki Nükleer Manyetik Rezonans (NMR)ve Circular Dichroism (CD) spektral yöntemleri ile elde edilmiş deneysel sonuçlar arasında uyum olduğu gözlenmiştir.Diğer yandan sıcaklık etkisinin araştırılması amacıyla, iki farklı çözücü ortamında aynı şartlar altında, 200?500 K arasındaki farklı sıcaklıklarda MD simülasyonları gerçekleştirilmiş ve elde edilen sonuçlar, sıcaklıkla üç boyutlu konformasyonların farklı ikincil yapılar şeklinde dönüştüğünü ancak bu dönüşüm türünün seçilen çözücüye bağlı olduğunu ortaya koymuştur.

In this study by using molecular dynamic simulation (MD) technique, the determination of possible three dimensional conformations of Salmon Calcitonin peptide (sCT) (pdb 2GLH) having secondary structures identified through experimental methods and recently used frequently in the production of protein-based drugs has been aimed. In addition to this, the effects of solvent and temperature on these conformations have been analyzed.For this purpose, the MD simulations have been run for five different solvent (SPC, TIP3p, TIP4p, TIP5p and METHANOL) under the conditions of constant temperature (300K) and pressure (1 atm). Then the possible three dimensional conformations of sCT peptide and the variations of their secondary structures during the simulations have been identified. The results have shown that the percentage-weighted secondary structures of peptide are observed as alpha-helix, random coil, turn and bend segments and, their percentages are dependant on the solvent used. It has been noticed that the results obtained from MD simulations are consistent with experimental results like those of nuclear magnetic resonance (NMR) and circular dichroisim (CD).Besides in order to investigate the effect of temperature on the secondary structures, the MD simulations ranging from 200 K to 500 K have been run under the same conditions in two different solvents. Accordingly, the results have indicated that the secondary structures of three dimensional conformations have turned into different secondary structures with the change in temperature and the type of this transformation depends on the solvent selected.