Trıozefosfat izomeraz enziminde görülen deamıdasyon reaksiyonunun hesapsal kimya yöntemleri kullanarak incelenmesi

Deamidasyon bir_cok peptit ve proteinde gozlemlenen, asparajin (Asn) ve glutamine (Gln) amino asitlerinde meydana gelen cevrim sonrası degisimdir. Deamidasyonun bu makromolekullerin omrunu sınırlandırdığı bilinmektedir. Bu calışmada, peptitlerde ve triozefosfat izomeraz enziminde asparajinin deamidasyonu modellendi. Deamidasyon, memeli triozefosfat izomeraz enziminde iki farklı bölgede gözlemlenmiştir: Asn15 ve Asn71. Asn71 Asn15'ten daha hızlı ve küçük peptitten daha yavaş deamide olur. Asn15'teki deamidasyonun, Asp'ye dönüşmüş Asn71'in etkisi ile gerceklesmekte olabileceğı düşünülmektedir. Bu deneysel bulguları açıklamak amacı ile mikro saniye uzunluğunda klasik moleküler dinamik simulasyonları ve umbrella sampling yöntemi ile birleştirilmiş kuantum mekanik/moleküler mekanik araçları kullanılarak serbest enerji hesaplamaları yapılmıştır. Triozefosfat izomerazdaki deamidasyon tepkimesinin hem global hem lokal etkilerle baglantılı olduğu saptanmıstır. Bu bulgu, biyomolekuler yapıdaki farklı seviyelerin deamidasyon hızına etkisine dair yeni bir bakış açısı sunmaktadır. Bu calışmada, en olası tepkime rotası da belirlenmiştir. Protein omurgasında bulunan glisin amino asidine ait amit grubunda gözlenen pKa sapması, deamidasyon hızını etkileyen en önemli faktörlerden biri olarak belirlenmistir. Protein ortamında gozlemlenen pKa sapmasının onemi dikkate alınarak hızlı ve guvenilebilir pKa tahminleri yapmak uzere hesapsal bir protokol onerilmistir. Bu protokol küçük organik molekullere uygulanmıs ve amino asitlerin pKa'larının hesaplanmasında kullanılmasının uygun olduğu belirlenmiştir.