Protein katlanması dinamiği: Transfer edilebilir etkileşim potansiyeli dizaynı ve farklı komplekslik seviyelerine sahip yeni monte carlo ve moleküler dinamik protein modellerinin geliştirilmesi

Protein katlanması, biyolojik bilimlerdeki en zorlu problemlerden bir tanesidir. Sahip oldukları amino asit dizisi, zincir uzunluğu, katlı yapı topolojisi vb. özelliklere bağlı olarak, proteinler katlanma kooperativitesi ve katlanma oranlarında saçılım gibi farklı termodinamik ve kinetik davranışlar sergilerler. Bu davranışların anlaşılması ancak farklı karmaşıklık seviyelerine sahip protein modellerinin ayrıntılı incelenmesi ile gerçekleşebilir. Tezin ilk bölümünde, protein içi etkileşim ağlarının, katlanma termodinamiği ve kinetiği üzerindeki etkileri basitleştirilmiş zincir temsilli içeren moleküler dinamik model yaklaşımı ile 13 farklı protein incelendi. Bariyersiz davranıştan , iki durumlu davranışa termodinamik davranışa geçişin dikkate değer bir şekilde ortalama etkileşim sayısına bağlı olduğu gözlemlendi. Ayrıca, önerilen yeni etkileşim düzen parametresi AEEDP, bağsız etkileşimlere ilaveten açısal etkileşimleri de içerisine dahil ederek, proteinin hem kinetik hem de termodinamik davranışların açıklanmasında kullanılabildiği görüldü. İkinci bölümde, tüm atomların temsil edildiği Monte Carlo simülasyon yöntemi için transfer edilebilir etkileşim potansiyeli tasarlandı. 25,801 proteinin katlı yapısı üzerinden veri madenciliği kullanarak, (i) atom çiftleri etkileşmesi (ii) NHO hidrojen bağları, (iii) 7 farklı ardaşık amino asit üçlü terimi, (iv) ardaşık aminoasit dörtlüsü için istatistiksel etkileşim potansiyeli geliştirildi. Atom çiftleri etkileşmelerinde, atomların zincir üzerinde ki bir birlerine olan mesafesi incelenerek toplam çift çeşidinin 195,223'e çıkartılması tartışılmıştır. Monte Carlo simülasyon yöntemi ile modellen iki alpha-yapılı protein ikisi de başarı ile kararlı yapılarına katlanmış, en düşük 2.29A RMSD değerine sahip yapı elde edilmiş ve kooperatif katlanma - açılma geçişleri gözlemlenmiştir. Anahtar Kelimeler: Protein Katlanması, Protein İçi Etkileşim Ağları, Moleküler Dinamik Go Modeli, Transfer Edilebilir Protein Modelleri, Bütün Atom Temsilli Monte Carlo Protein Modeli