Frontonazal nadir bir yüz malformasyonu ile ilişkili aday genlerde protein düzeyinde ın silico analiz
Protein level in silico analysis of a rare frontonasal facial malformation associated candidate genes
Yazar: İSMİHAN ALP
Danışman: DOÇ. DR. CEREN SUCULARLI
Hacettepe Üniversitesi / Sağlık Bilimleri Enstitüsü / Biyoenformatik Ana Bilim Dalı / Biyoenformatik Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2022
Konu: Biyoloji = Biology ; Genetik = Genetics
Dizin: Genetik = Genetics ; Modelleme = Modelling ; Proteinler = Proteins ; Varyasyon = Variation

Özet:
Frontonazal malformasyonlar orta yüz bölgesinde gelişen ve değişken fenotipik özellikler gösteren hastalıklardır. Nadir bir frontonazal malformasyon fenotipi açısından mikrodizin ve tüm ekzom dizileme yöntemleri ile, tez çalışması öncesinde, 5 etkilenmiş ve 2 etkilenmemiş birey bulunan bir aile incelenmiştir. Bu ailede linkaj analizi ile belirlenen hastalıktan sorumlu olabilecek aday gen bölgelerinde tüm ekzom verisi ile 3 aday yanlış anlamlı mutasyon (UBXN4; p.E260D, ANK; p.R1604K, TRAM2; p.E282K) tespit edilmiştir. Bu tez çalışmasında, elde edilen 3 aday varyantın protein üzerindeki olası yapısal ve fonksiyonel etkilerinin in silico yöntemlerle araştırılması amaçlanmıştır. Bu amaçla öncelikle dizi tabanlı PredictSNP, MetaSNP, I-Mutant 3.0, MUpro ve HOPE araçları kullanılmıştır. Daha sonra proteinlerin deneysel olarak oluşturulmuş bütüncül 3 boyutlu yapıları UniProt veri tabanında bulunmadığından, 3 aday genin kodladığı proteinlerin 3 boyutlu yapıları farklı yöntemler kullanılarak modellenmeye çalışılmıştır. ANK2 proteinine ait tahmini 3 boyutlu yapı oluşturulamamışken, UBXN4 ve TRAM2 proteinlerinin 3 boyutlu yapıları ise AlphaFold veri tabanından elde edilmiştir. UBXN4 ve TRAM2 proteinlerinde gözlemlenen mutasyonların protein yapısı üzerindeki etkilerini araştırmak için yapı tabanlı Missense3D, COACH, COFACTOR ve PremPS araçları kullanılmıştır. Sonuç olarak, bu araçlara göre, 3 aday varyantın protein üzerinde olası bir yapısal ve fonksiyonel etkiye sahip olmadığı tahmin edilmiştir.

Abstract:
Frontonasal malformations are diseases that develop in the median facial line and appear in variable phenotypic features. A family of 5 affected and 2 unaffected individuals were studied by microarray and whole-exome sequencing for a rare frontonasal malformation phenotype prior to the thesis study. In this family, 3 candidate missense mutations (UBXN4; p.E260D, ANK2; p.R1604K, TRAM2; p.E282K) were detected by whole-exome data in candidate gene regions that may be responsible from the disease determined by linkage analysis. In this thesis, it was aimed to investigate the possible structural and functional effects of the 3 candidate mutations on the proteins by in silico methods. For this purpose, primarily sequence-based PredictSNP, MetaSNP, I-Mutant 3.0, Mupro and HOPE tools were used. Afterwards, as the complete experimentally produced 3D structures of proteins could not be obtained from UniProt database, the 3D structures of proteins, encoded by the candidate three genes, were intended to be modelled with different approaches. While the predicted 3D structure of the ANK2 protein could not be formed, the 3D structures of the UBXN4 and TRAM2 proteins were extracted from the AlphaFold database. Structure-based Missense3D, COACH, COFACTOR and PremPS tools were used to survey the effects of mutations that were observed on UBXN4 and TRAM2 proteins on protein structure. In conclusion, 3 candidate variants were predicted to have no possible structural and functional effect on the protein, according to these tools.