Dokuya özgü laminin – 5 (α3β3γ2) ve integrin α3β1'in etkileşimlerinin moleküler modelleme yöntemleri ile incelenmesi
Investigation of tissue-specific laminin - 5 (α3β3γ2) and integrin α3β1 interactions with molecular modeling methods
Yazar: KARDELEN KALMAZ
Danışman: DR. ÖĞR. ÜYESİ İSMAİL HAKKI AKGÜN
Ege Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Biyomühendislik Ana Bilim Dalı / Biyomühendislik Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2022
Konu: Biyomühendislik = Bioengineering
Dizin: Laminin = Laminin ; Moleküler dinamik = Molecular dynamic ; Moleküler modelleme = Molecular modeling ; İntegrinler = Integrins

Özet:
Tez çalışması kapsamında ekstraselüler matriks tabakası olan bazal membran bileşenlerinden lamininin epitel dokusuna özgü bir izoformu olan Laminin - 5 (α3β3γ2) ile bu laminin izoformunun reseptörü olan İntegrin α3β1 membran proteini ile etkileşim mekanizmalarının incelenmesi amaçlanmıştır.

Çalışma amacı doğrultusunda laminin α3, β3, γ2 ve integrin α3 alt ünitelerine ait amino asit dizileri UniProt veri tabanından alınmıştır. İntegrinlerle etkileşimlerde önemli olduğu bilinen laminine ait globuler bölgelerden LG1-3 domainlerini içeren amino asit dizisi kısımlarının Modeller yazılımı, I-Tasser web sunucusu ve açık kaynak kodlu AlphaFold 2 web aracından yararlanılarak homoloji modelleme ve ab initio modellemeleri yapılmıştır. Elde edilen kompleksler arasındaki etkileşimi belirlemek ve incelemek amacıyla Haddock sunucu üzerinden moleküler kenetlenme işlemleri gerçekleştirilmiştir. Oluşturulan modellere ek olarak, deneysel metotlar ile kenetlenme modeli belirlenmiş Laminin α5β1γ1 ile Integrin α6β1 yapısı kalıp olarak kullanılarak Phyre2 web sunucusu üzerinden bire bir kat atama yöntemi ile Laminin - 5 (α3β3γ2) ile İntegrin α3β1 kenetlenme modeli oluşturulmuştur. Laminin ve integrin arasındaki etkileşimlerin incelenmesi amacıyla moleküler dinamik simülasyonları ve çekme simülasyonları gerçekleştirilmiştir.

Abstract:
Within the scope of the thesis study, it was aimed to examine the interaction mechanisms of Laminin - 5 (α3β3γ2), an epithelial tissue-specific isoform of laminin, which is one of the basement membrane components, and Integrin α3β1 membrane protein, which is the receptor of this laminin isoform.


For the purpose of the study, amino acid sequences of laminin α3, β3, γ2 and integrin α3 subunits were taken from the UniProt database. Homology modeling and ab initio modeling of amino acid sequence parts containing LG1-3 domains from laminin globular regions, which are known to be important in interactions with integrins, were performed by using the Modeller software, I-Tasser web server and open source AlphaFold 2 web tool. In order to determine and examine the interaction between laminin and integrin complexes, molecular docking processes were carried out on the Haddock server. In addition to the models created, the docking model of Laminin - 5 (α3β3γ2) and Integrin α3β1 was created using the Laminin α5β1γ1 and Integrin α6β1 structure as a template, which has already been determined by experimental methods, via the Phyre2 web server. Molecular dynamics simulations and steered molecular dynamics simulations were performed to analyze the interactions between laminin and integrin.