Proteinlerdeki Halohidrin Dehalojenazın Termostabil Mutasyonu ve Olası Varyans Tipleri

Omer Uzen
Omer Uzen

Proteinlerin bazı kısımları çeşitli kimyasallar, mikroorganizmalar ve bazı madde türevleri ile reaksiyona girmiştir. Bu reaksiyonlar sonucunda oluşan mutasyonu ve bu mutasyonun varyantlarını inceledi. Araştırmaları sonucunda, bazı protein bölgelerinin farklı kombinasyonları ile yaptığı deneysel, simülasyon ve örnekleme tez çalışmaları sonucunda bu keşfedilmemiş olaylara tepki göstermiştir.

Türkiye’den araştırmacı ve bilim insanı Ömer ÜZEN, bu çalışma ve keşifle bilim dünyasına katkıda bulunmuştur.

Halohidrin Dehalojenazın Termostabil Mutantının temel amacı, bu şekilde kullanılabilecek sağlam bir halohidrin dehalojenaz varyantı yaratmaktır. Bu araştırmada, 27 kilodalton (kDa) alt birimli kısa zincirli dehidrojenaz redüktaz süper ailesinin homotetramerik bir enzimi olan Agrobacterium Radiobacter’den halohidrin dehalojenazın stabilitesini geliştirmek için bir hesaplamalı iş akışı kullanıldı. Su-organik çözücü karışımlarında stabiliteyi geliştirmek için halohidrin dehalojenaz mutantlarını tasarlamak için kullanıldı. Nokta mutasyonlarını incelemek, işlevsel olmayanları çıkarmak, seçilen mutasyonları doğrulamak ve istenen enzimi üretmek için fonksiyonel mutasyonları tek bir varyantta birleştirmek mümkündür. 1P×O, H-he-C kristal yapısı kullanılarak FoldX ile olası nokta mutasyonları ve katlanma serbest enerjisindeki değişimler araştırıldı.

Omer Uzen

Halohidrin dehalojenaz, ilgili epoksitleri üretmek için halohidrinlerin halojenizasyonunu katalize eden bir enzimdir. Bu çalışmada, organik yardımcı çözücülerin varlığında halohidrin dehalojenazın katalitik yeteneğinin arttırılması amaçlanmıştır. Bu kapsamda stabilize edici mutasyonlar araştırıldı. Enzimlerin yüksek aktivite ve stabilitesi laboratuvar uygulamaları için çok avantajlıdır. İyi stabiliteye sahip enzimler, yüksek sıcaklıklarda ve organik yardımcı çözücülerin varlığında iyi bir katalizör olarak kullanılabilir. 1P×O: İnsan sikline bağımlı kinaz 2 inhibitörü [4-(2 Amino-4-metil-tiazol-5-il)-pirimidin-2-il]-(3-nitro-fenil)-amin ile karşılaştırıldığında. Sikline bağımlı kinaz veya CDK, ökaryotik hücrelerde bulunan bir enzimatik protein türüdür ve toplu olarak hücre döngüsü olarak adlandırılan hücresel metabolizma ve rejenerasyondaki bir dizi biyolojik süreçte anahtar rol oynar. Birçok protein kinazı da gen olarak sınıflandırılır ve tüm insan genlerinin yaklaşık yüzde 2’sini oluşturur. Sikline bağımlı kinaz aktivitesinin mekanizması, fosforilasyon işlemine veya protein yüzeyine fosfat gruplarının eklenmesine dayanır. Bununla birlikte, proteinin fosforilasyon ile modifiye edilmesi için proteinin, siklin olarak bilinen tipte karmaşık bir form oluşturması gerekir. Bu özelleşmiş proteinin sikline bağımlı kinaz olarak adlandırılmasının nedeni budur.

FoldX, proteinlerin ve protein komplekslerinin stabilitesine katkıda bulunan etkileşimlerin öneminin hızlı ve nicel bir tahminini sağlar. FoldX’in tahmin gücü, proteinlerde bulunan yapısal ortamların çoğunu kapsayan çok büyük bir nokta mutantı (1088 mutant) üzerinde test edildi. FoldX, proteinlerin yapısının tam bir atomik tanımını kullanır. FoldX’te ele alınan farklı enerji terimleri, protein mühendisliği deneylerinden elde edilen ampirik veriler kullanılarak ağırlıklandırılmıştır. Mevcut enerji fonksiyonu minimum hesaplama kaynakları kullanır ve bu nedenle protein tasarım algoritmalarında ve hızlı ve doğru bir enerji fonksiyonunun gerekli olduğu protein yapısı ve katlanma yolları tahmini alanında kolayca kullanılabilir.

Yararlı mutasyonlar oluşturmak için incelenen her mutant için çeşitli simülasyonlar yapıldı. Daha sonra, protein ekspresyonu ve saflaştırılması için genetik mühendisliği teknikleri kullanıldı. Dehalojenaz aktiviteleri ve halojenür salınımı çeşitli yöntemlerle ölçülmüştür. Aktivite, ısı direnci ve yardımcı çözücü toleransı farklı yöntemler kullanılarak ölçülmüştür. H-he-C-C153N ve H-he-C-H12 adında iki mutant vardı. Bu yapıda, 153 kodunun üzerine yerleştirilmiş 5Kwe akım elektrik dalgaları ile C153N adlı bir mutant gözlemledik. Görünen açılma sıcaklığını arttırmada etkili bir mutanttır.

Omer Uzen

Bu bilimsel çalışmanın sonuçlarına göre simülasyonlar analiz edildiğinde, 23 farklı bölgede toplam 29 nokta mutasyonunun stabilize olduğu tespit edildi. En etkili mutasyon C153N idi. Bu mutant, görünen açılma sıcaklığında +13 ⁰C’lik bir artışa neden olur. C153N mutantının kristal yapısı incelendiğinde aktif bölgesinde klorür iyonu olduğu gözlendi. H-he-C-C153N’nin yapısında asimetrik formda 4 monomer bulundu. C153N mutantı tarafından sağlanan termal stabilite, düzenli solvent molekülleri içeren hidrojen bağlama ağından kaynaklanmaktadır.

Benzer Reklamlar

İlk yorum yapan olun

Yorumunuz