Nükleik asit aptamerlerinin bağlanma bölgesindeki dinükleotitlerin hesapsal yöntemlerle modellenmesi

Abstract

Nükleik asit aptamerleri, küçük moleküller, proteinler, nükleik asitler ve hatta hücreler gibi çeşitli hedeflere bağlanmak için SELEX ile geliştirilen tek iplikli DNA veya RNA molekülleridir. Nükleik asit aptamerleri ligandına spesifik bağlanma bölgesine sahiptir. Bu tez çalışmasında; model olarak seçilen malakit yeşili aptamerinin bağlanma bölgesindeki CG, AA ve UG yapılarının ve tetrametil rosamin ligandının üç boyutlu modellerinin oluşturulması ile yapısal özelliklerinin ve ligand etkileşiminin incelenmesi amaçlanmıştır. Yapıların Spartan'16 programı kullanılarak üç boyutlu konformer yapıları belirlendi. Daha sonra PM6-D3H4 kullanılarak optimizasyon çalışmaları yapıldı. Başlangıç yapılarıyla karşılaştırılıp seçilen yapılar DFT yönteminde yer alan ωB97XD fonksiyoneli ve ayrıca 6-311++G(d,p) baz seti kullanılarak optimizasyon analizleri daha hassas olarak yapıldı. Bulunan yapılar için rölatif enerji değeri bulunduktan sonra yapıların model gösterimi yapıldı. Sonuç olarak dinükleotitlerin ligand ile etkileşimine hidrojen bağı, klasik olmayan hidrojen bağları ve hidrofobik etkileşimlerin etki ettiği görüldü.

Nucleic acid aptamers are single-stranded DNA or RNA molecules developed with SELEX to bind to a variety of targets such as small molecules, proteins, nucleic acids and even cells. Nucleic acid aptamers have a binding site specific to their ligand. In this study, it was aimed to examine the structural properties and ligand interaction by creating three-dimensional models of the tetramethyl rosamine ligand.and the CG, AA and UG structures in the binding region of the Malachite Green aptamer which was selected as a model. The three-dimensional conformer structures of the molecules were determined using the Spartan'16 program. Afterwards, optimization analysis were performed using PM6-D3H4 method. Optimization analysis were performed more sensitively using the ωB97XD functional in the DFT method and also the 6-311++G(d,p) basis set to compare the selected structures with the initial structures. After finding the relative energy value for the structures found, the model representation of the structures was performed. As a result, it was observed that hydrogen bonding, non-classical hydrogen bonds, and hydrophobic interactions affect the interaction of dinucleotides with the ligand.