Oksitosin ve reseptörünün memeli türlerinde evrimsel ilişkilerinin biyoinformatik yöntemlerle incelenmesi
Examination of evolutionary relations of oxytocin and its receptor in mammalian species by bioinformatic methods
Yazar: TÜLAY YILMAZ
Danışman: DR. ÖĞR. ÜYESİ PINAR ÖZ
Üsküdar Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Moleküler Biyoloji ve Genetik Ana Bilim Dalı / Moleküler Biyoloji Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2021
Konu: Biyoloji = Biology

Özet:
Oksitosin biyokimyasal olarak tanımlanan ve sentezlenen ilk peptit hormonudur.  Hipotalamusun paraventriküler ve supraoptik çekirdeklerinden sentezlenir ve beyinde nöromodülatör olarak rol oynar. Periferik dolaşımda hormon olarak, merkezi sinir sisteminde ise nörotransmitter olarak görev yapar. Dokuz amino asitlik boyutu nedeniyle, ilk sekansı çıkarılan peptid hormondur ve 1950' lerden beridir üzerine çokça çalışılmıştır. Bol miktarda bulunan bir nöropeptid olan oksitosinin geniş bir yelpazede merkezi ve periferik sisteme etkisi vardır. Dokuz aminoasitten oluşur. Bugüne kadar tanımlanmış olan bir tane oksitosin reseptörü bulunmaktadır. Bu reseptör, memelilerin küresel radyasyonu ve genişlemesi sırasında evrimleşmiştir. G-proteinine kenetli reseptör ailesinden olup, reseptör iki farklı G-proteinine bağlanır. 7 hidrofobik α-helikal transmembran domainine sahip G-proteinine kenetli reseptör ailesinin tipik bir üyesidir.
Bu çalışmanın amacı, oksitosin ve oksitosin reseptörünün memeli türlerinde gösterdiği benzerliklerin ve farklılıkların detaylı incelenmesidir. Bu amaca yönelik olarak farklı memeli türlerinden protein dizilerinin çekilmesi, bu dizilerin çoklu dizi hizalama ile öncül analizinin yapılması, moleküler filogenetik analiz ile ilişkilerin belirlenmesi gerçekleştirildi.
Tez çalışması için belirlenen yol haritasına göre oksitosin ve oksitosin reseptörünün memeli türlerinde evrimsel ilişkilerinin irdelenmesi amacıyla her bir protein için homolog dizi kümeleri oluşturuldu. Daha sonra memeli türlerinde oluşturulan dizi kümelerine çoklu dizi hizalama programlarından yararlanarak hizalama yapıldı. Bu hizalamalardan korunumlu bölge tayini yapılarak proteinlerin evrimsel süreç boyunca memeli türleri arasında değişiklikleri veya benzerliklerine dikkat çekildi. Son aşamada her bir proteine ait filogenetik ağaç oluşturuldu. Yapılan moleküler filogenetik analiz ile oksitosin ve oksitosin reseptörünün memeli türleri arasında evrimsel olarak yüksek oranda korunmuş olduğu belirlendi.

Abstract:
Oxytocin is the first peptide hormone identified and synthesized biochemically. It is synthesized from the paraventricular and supraoptic nuclei of the hypothalamus and acts as a neuromodulator in the brain. It acts as a hormone in the peripheral circulation and as a neurotransmitter in the central nervous system. Because of its size of nine amino acids, it is the first sequenced peptide hormone and has been studied extensively since the 1950s. Oxytocin, an abundant neuropeptide, has an effect on a wide range on the central and peripheral systems. It consists of nine amino acids. There is one oxytocin receptor that has been identified to date. This receptor evolved during the global radiation and expansion of mammals. It is from the family of G-protein coupled receptors, and the receptor binds to two different G-proteins. It is a typical member of the G-protein coupled receptor family with 7 hydrophobic α-helical transmembrane domains.
The aim of this study is to examine in detail the similarities and differences of oxytocin and oxytocin receptors in mammalian species. For this purpose, the extraction of protein sequences from different mammalian species, precursor analysis of these sequences with multiple sequence alignment, determination of their relationships with molecular phylogenetic analysis were performed.
According to the roadmap determined for the thesis study, homologous sequence clusters were created for each protein in order to examine the evolutionary relationships of oxytocin and oxytocin receptor in mammalian species. Then, alignment was made to sequence clusters created in mammalian species by using multiple sequence alignment programs. By determining the conservative region from these alignments, attention was paid to the changes or similarities of proteins between mammalian species during the evolutionary process. In the last step was created a phylogenetic tree belonging to each protein. The molecular phylogenetic analysis determined that the oxytocin and oxytocin receptors were evolutionarily highly conserved among mammalian species.