Makromoleküllerin simülasyon teknikleri ile incelenmesi
Investigation of macromolecules with simulation techniques
Yazar: ÖZGÜR GÜVEN
Danışman: PROF. DR. FATİH YAŞAR
Hacettepe Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Fizik Mühendisliği Ana Bilim Dalı / Fizik Mühendisliği Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2021
Konu: Biyofizik = Biophysics ; Biyokimya = Biochemistry ; Fizik ve Fizik Mühendisliği = Physics and Physics Engineering
Dizin: Alzheimer hastalığı = Alzheimer disease ; Klasik fizik = Classical physics ; Makromoleküller = Macromolecules ; Moleküler dinamik benzetimi = Molecular dynamic simulation ; İstatistiksel fizik = Statistical physics

Özet:
Alzheimer Hastalığı, Aβ (Aβ40 ve Aβ42) plaklarının beyinde zararlı etkilerinden dolayı meydana gelen nörodejeneratif bir hastalıktır. Bu nedenle protein yapısının kararlılığını etkileyen faktörler, özellikle tedavi edici ajanların belirlenmesi için oldukça önemlidir.  Bu çalışmada 5:5 ve 8:8 oranında iç içe geçmiş Aβ40 ile Aβ42 izoformlarının birlikte bulunduğu protein yapısı, hem basınç sabit tutularak (NPT-İzobarik Küme) hem de basınç sabit tutulmadan (NVT-Kanonik Küme) moleküler simülasyon teknikleri ile incelenmiştir. Çalışma sonucunda sistemin kararlı olup olmadığına ilişkin analizler elde edilmiştir. Analiz sonuçlarına bakıldığında ortalama hidrojen bağı ve beta içerikleri değerlerinin sistemin kararlılığında etkili olduğu görülmüştür. Ortalama Rmsd, hidrojen bağı, beta içerikleri ve C'lar arasındaki bağlantı sayılarının uyuştuğu ve 8:8 oranındaki sistemin 5:5 oranındaki sisteme göre daha kararlı olduğu tespit edilmiştir. Buna ek olarak literatürde belirtilen hidrofobik bölgeler, Sasa değerleri ölçülerek bulunmuş ve literatürle olan uyumu gösterilmiştir. Ayrıca bu çalışma içerisinde literatürde belirtilen Glu22/Asp23-Lys28 arasındaki tuz köprüleri gözlemlenmiş ve üzerinde durulmuştur. Aβ40 ve Aβ42 izoformları arasında gözlemlenen etkileşimler iki yapının birlikte fibrilize olabileceğini ortaya koymuştur.

Abstract:
Alzheimer's Disease is a neurodegenerative disease that occurs due to the harmful effects of Aβ (Aβ40 and Aβ42) plaques in the brain. Therefore, the factors affecting the stability of the protein structure are very important, especially for the determination of therapeutic agents. In this study, the protein structure in which the Aβ40 and Aβ42 isoforms are intertwined in the ratio of 5:5 and 8:8 were investigated with molecular simulation techniques both by keeping the pressure constant (NPT-Isobaric Cluster) and without keeping the pressure constant (NVT-Canonical Cluster). As a result of the study, analyzes on whether the system is stable or not were obtained. Considering the results of the analysis, it was seen that the average Rmsd, hydrogen bond and beta contents values were effective on the stability of the system. It has been determined that the average Rmsd, hydrogen bond, beta contents and contact numbers between C's agree and the 8:8 ratio system is more stable than the 5:5 ratio system. In addition, the hydrophobic regions specified in the literature were found by measuring the Sasa values and their compatibility with the literature was shown. In addition, in this study, the salt bridges between Glu22/Asp23-Lys28 mentioned in the literature were observed and emphasized. The interactions that observed between Aβ40 and Aβ42 isoforms suggested that the two structures could fibrillate together.