The mechanisms of ATP - biomacromolecule ınteractions

Yaşamın en önemli biyomoleküllerinden biri olan adenozin trifosfat (ATP), temel biyolojik işlevler için hücrelerde birincil enerji kaynağı olarak hayati bir rol oynar. Son zamanlarda ATP'nin protein agregatlarını ve liflerini dengesizleştirmek için biyolojik bir hidrotrop görevi görebileceği keşfedildi. Bu tez, ATP'nin yakın zamanda keşfedilen hidrotropik davranışını ve bunun biyomakromoleküllerle, özellikle de poli (N-izopropilakrilamid) (PNIPAM) ile etkileşim mekanizmalarını, moleküler dinamik (MD) simülasyonlarıyla birleştirilmiş çoklu deneysel bir yaklaşım kullanarak araştırmayı amaçlamaktadır. Aşağıdan yukarıya yaklaşım benimsenerek makromoleküllerin faz davranışı, faz geçişi ve ATR-FTIR ölçümleri yoluyla incelenir. Ek olarak, sahaya özgü etkileşimler niceliksel 1H-NMR spektroskopik çalışmalarla tanımlanır ve ATP moleküllerinin hidrasyon kabuk yapısı ve küme morfolojileri Çok Değişkenli Eğri Çözümleme (MCR) Raman deneyleri aracılığıyla araştırılır. Adenin ve adenozin alt gruplarının makromoleküllerin çözünürlüğü üzerinde ihmal edilebilir bir etkisi olduğu gösterilmiştir, öte yandan ATP, AMP ve trifosfat ise tamamen tuzlanma davranışı sergilemiş ve makromoleküllerin agregasyonuna neden olmuştur. ATP'nin yakın zamanda keşfedilen hidrotropik davranışının tam tersine, spektroskopik ATR-FTIR ve 1H-NMR ölçümlerinin yanı sıra MD simülasyonlarında makromolekül ile ATP arasında hiçbir spesifik etkileşim gözlenmemiştir. Şaşırtıcı bir şekilde, yüksek konsantrasyonlarda, ATP moleküllerinin kendi kendine birleşmesinin, daha büyük PNIPAM agregatlarının daha küçük olanlara doğru kısmen dengesizleşmesine yol açtığı gözlemlenmiştir. ATP bağlanma bölgelerinin yokluğunda, rastgele halka benzeri yapılı makromoleküllerle etkileşimler, ATP'nin hidrotropik etkisine yol açmaz. Bunun yerine, ATP molekülleri makromolekülleri çözmekten ziyade stabilizatör olarak işlev görürler.