Küçük iletkenlikli mekanosensitif iyon kanalı (MscS)'nın antibakteriyel ilaç hedefi olarak yapısal değişimlerinin incelenmesi

Amaç: Escherichia coli (E. coli) bakterilerindeki küçük iletkenlikli mekanosensitif (MS) iyon kanalı (EcMscS), çözünen maddeleri serbest bırakmak ve artan sitoplazmik basıncı azaltmak için porlarını açarak lipid çift tabakada artan gerilime yanıt veren heptamerik integral membran proteinidir. Bu nedenle MS iyon kanallarının antibakteriyel ilaç hedefi olarak bir potansiyele sahip olduğu düşünülmektedir. Fakat EcMscS'den geçen solütlerin hücreye erişim mekanizması henüz tam anlamıyla bilinmemektedir. Doktora tez projesinde amacımız, antibakteriyel ilaç hedefi olarak EcMscS'nin yapısal değişimlerini belirlemek ve kanal geçiş mekanizmalarının biyokimyasal, yapısal biyoloji ve in-silico teknikler kullanılarak multidisipliner bir yaklaşımla açıklamaktır. Yöntem: MscS iyon kanalı bulunan ve bulunmayan E. coli suşlarında viyomisinin hücre canlılığına etkileri konsantrasyon bağımlı olarak karşılaştırıldı. Nanodisk rekonstitüsyonu ile elde edilen McsS:MSP1E3D1:(16:1), Kriyo Elektron Mikroskobu (KriyoEM) tekniği ile çözdürüldü. MD simülasyon teknikleri ile viyomisinin EcMscS'den hücre içine geçişi modellendi ve elde edilen MD simülasyon bulguları KriyoEM sonuçları ile kıyaslandı. Bulgular: MscS içeren hücrelerde konsantrasyona bağlı olarak viyomisinin hücre canlılığını azalttığı belirlendi. KriyoEM tekniği ile EcMscS:MSP1E3D1:(16:1) (1:10:500)'nin 3.4 Å çözünürlükte kapalı konformasyona sahip yapısı elde edildi. Aynı lipid türü (DYPC 16:1) kullanılarak 100 ns MD simülasyon boyunca kanalın kapalı formunu koruyabildiği gözlemlendi. Viyomisinin EcMscS'ye bağlanma bölgeleri tespit edildi. Sonuç: Viyomisinin MscS içeren E.coli suşunda hücre canlılığını etkilediği ve kanaldan geçebilecek bir potansiyele sahip olabileceği gözlemlendi. KriyoEM ve MD deneyleri sonucunda EcMscS'nin kapalı konformasyonunda PC:16 lipid türünün etkili olabileceği düşünüldü. MscS'nin üç boyutlu konformasyonel yapısı ve bu yapıdaki lipid türlerinin işlevleri hakkındaki bilgimiz arttıkça MscS'nin antibakteriyel ilaç hedefi olma potansiyeli de artacaktır. Anahtar Kelimeler: MscS, Viyomisin, Hücre canlılığı, KriyoEM, MD simülasyon