Enzim dinamiği üzerine ligand etkisinin elastik ağ modelleriyle incelenmesi

Bu tezin amacı, triofosfat izomeraz (TIM) adlı enzime ligand bağlanmasının enzimin global titreşimsel modları üzerindeki etkilerini araştırmaktır. Bu amaçla, sisteme ligand eklenmesinin en kollektif modlarda meydana getirdiği frekans sapmalarını incelemek üzere, karışık kaba ölçekli elastik ağyapı modeli (MCG\_ENM) kullanılmıştır. İlk analizler hâlihazırda literatürde bulunan, TIM yapısına beş adet benzotiazol molekülünün yerleştirildiği toplam 1496 docking pozuna uygulanmıştır. Tünel bölgesi olarak isimlendirilen bölgeye bağlanan inhibitörler, enzimin global titreşimsel modlarında meydana getirdikleri etkilerin görece farklı olması ile dikkat çekmişlerdir. Akabinde, (üçü sadece enzim molekülünü, diğer üçü ise enzim ile bt10 molekülünden müteşekkil kompleks sistemi içeren) altı ayrı moleküler dinamik (MD) simülasyon sonucu elde edilen toplam 54,000 konformasyona MCG\_ENM metodu uygulanarak sonuçlar analiz edilmiştir. Söz konusu teknik ile, tünel bölgesine inhibitor molekülünün bağlanmasının kısıtlayıcı etkisi sebebi ile kompleks yapının kollektif modlarındaki değişimler ve frekanslarında meydana gelen pozitif yöndeki sapmalar belirlenmiştir. Son olarak, ENM kollektif modlarında meydana getirdikleri kısıtlayıcı etkileri bakımından protein yan gruplarını incelemek amacıyla yeni bir hesapsal metot geliştirilmiştir. Söz konusu metotda, belirli bir rezidü yakınına ligand bağlanma etkisi, rezidü yan grubu atomlarına ekstra birer eleman eklenerek taklid edilmiştir. TIM üzerinde yapılan ENM-temelli araştırmalar, tünel bölgesinin enzimin ana hareketlerini etkileyebilecek önemli bir bağlanma bölgesi olduğunu ortaya çıkarmıştır. Diğer kimi enzimler kristal yapılarında gözlemlenen ligand pozisyonları üzerinden incelendiğinde, TIM için bulunan sınırlandırıcı etkiler bu enzimlerde de önemli ölçüde gözlemlenmiştir.