Master Degree / Yüksek Lisans Tezleri
Permanent URI for this collectionhttps://hdl.handle.net/11147/3008
Browse
5 results
Search Results
Master Thesis Oligomerik Amiloid-beta için Hesaplamalı Nanokor Tasarımı(2025) Elmacı, Sümeyla Ceren; Uyar, ArzuAlzheimer Hastalığı, hücre içi Tau proteinlerinin ve hücre dışı Amiloid-β (Aβ) proteinlerinin birikimi ile oluşan nörodejeneratif bir hastalıktır. Amiloidojenik hipoteze göre, Aβ40 ve Aβ42 proteinlerinin, özellikle daha nörotoksik olan Aβ42'nin birikimi bu hastalığa sebep olmaktadır. Son yapılan çalışmalara göre tetramerden itibaren daha üst seviyedeki oligomerlerin olgun fibrillerden daha nörotoksik olduğu bilinmektedir. Amerika Birleşik Devletleri Gıda ve İlaç Dairesi'nin (Food and Drug Administration-FDA) onayladığı birkaç anti-amiloid beta antikorları monomerden fibrillere kadar farklı agregasyon seviyelerindeki Aβ ile etkileşime geçmesine rağmen, bilinen herhangi bir nanokor ile tedavi yöntemi yoktur. Bu tez kapsamında, Aβ42 oktamerine bağlanabilecek olan nanokorların hesaplamalı yöntemlerle tespit edilmesi hedeflenmiştir. İlk aşamada, Aβ42 ile etkileşime girdiği bilinen üç farklı enzimden 40 farklı nanokor hesaplamalı yöntemlerle üretilmiştir. Bu nanokorlar, Temel Bölge Tarama Analizi, Peptit Atlas veri tabanı ve AbNativ yönteminden elde edilen bilgilere dayanarak tasarlanmış ve SWISS-MODEL ve AlphaFold3 kullanılarak modellenmiştir. Oktamere bağlanma afinitesini anlamak için lokal kenetleme stratejisi (ClusPro) kullanılmış ve her bir nanokor kompleksinin en iyi üç bağlanma enerjili pozu alınarak toplamda 120 farklı nanokor-oktamer kompleksi elde edilmiştir. Elde edilen 120 kompleks yapının sıralaması yerleştirme skoru, toplam tuz köprüleri, toplam sabit arayüz sayısı ve çözücü ile erişilebilen yüzey alanı (SASA) verileri kullanılarak belirlenmiş olup aralarından 7 tane nanokor-Aβ42 kompleksi seçilmiştir. Bu komplekslerin oktamere bağlanıp bağlanmadığını doğrulamak için Moleküler Dinamik Simülasyonları uygulanmıştır. Bunlar arasında yalnızca bir nanokor (Nb05), Aβ42 oktamerini tespit etmede potansiyel bir aday olduğunu gösteren umut vaad edici sonuçlar göstermiştir. Bu tez, farklı yöntemlerin entegrasyonu ile nanokor tasarımı için hesaplamalı bir strateji sunmaktadır.Master Thesis Dihidroorotat Dehidrojenaz'da (DHODH) Allosterinin Hesaplamalı İncelenmesi(2025) Bayer, Hatice Tuğba; Uyar, ArzuDünya Sağlık Örgütü'ne göre, parazitik protozoan Trypanosoma cruzi'nin (Tc) neden olduğu Chagas Hastalığı (CD), dünya çapında bir pandemi riski taşımaktadır. İhmal edilmiş bir hastalık olan CD, hastalığın kronik fazı için mevcut ilaçların yetersizliği ve Tc tarafından sürekli olarak ilaç direnci geliştirmesi nedeniyle tedavisi için yeni ilaçlara ihtiyaç duyulmaktadır. Pirimidinlerin de novo biyosentezinde kritik bir rol oynayan ve Trypanosoma cruzi'nin çoğalması ve büyümesi için gerekli olan dihidroorotat dehidrogenaz (DHODH) enzimi, potansiyel bir ilaç hedefi olarak belirlenmiştir. Bu tez kapsamında, TcDHODH'yi inhibe etme potansiyeli olan bir molekülün hesaplamalı olarak bulunması amaçlanmaktadır. İlk olarak, DHODH yapılarındaki olası bağlanma bölgelerini tahmin etmek için Temel Bölge Tarama Analizi (ESSA) kullanılmıştır. Bu doğrultuda, TcDHODH'nin inhibisyonu için, yüksek oranda korunan dimerik arayüz bölgesi (DIR) hedeflenmiştir. Bu amaçla, FDA onaylı ilaçların TcDHODH'deki DIR ve ortosterik bölgelerine ve insan (HsDHODH) yapısına karşı sanal taraması, Vina-GPU ve QVina-W kullanılarak gerçekleştirilmiştir. Sanal tarama sonucunda, TcDHODH DIR'ına özgü 89 alosterik bileşik tanımlanmış, farmakoforlar belirlenmiş ve bunlar DIR'a özgü yeni bir kütüphane oluşturmak için farmakofor tabanlı bir taramada kullanılmıştır. Bunun için, 13 milyondan fazla bileşiği içeren ZINC veritabanı, Pharmit sunucusu kullanılarak taranmış ve 3,499 molekül bulunmuştur. Son olarak, bu yeni kütüphane kullanılarak hem TcDHODH hem de HsDHODH'ye karşı kör yerleştirme gerçekleştirilmiş ve TcDHODH DIR'a bağlanan bir aday molekül bulunmuştur. Moleküler yerleştirmeye ek olarak, molekülün kararlılığını analiz etmek için aday molekülün bağlı olduğu TcDHODH ve HsDHODH kompleksleri üzerinde moleküler dinamik simülasyonları gerçekleştirilmiştir. Bu tez, ilaç keşfi çalışmaları için kapsamlı ve genel olarak uygulanabilir bir hesaplama stratejisi sunmaktadır.Master Thesis Machine Learning-Assisted and Fluorescence Protein-based Biosensor Design for Amyloid-Beta Detection(01. Izmir Institute of Technology, 2025) Baydur, Şefika; Uyar, Arzu; 03.01. Department of Bioengineering; 03. Faculty of Engineering; 01. Izmir Institute of TechnologyYeşil Floresan Proteinler (GFP) ve kimerik türevleri, floresans temelli biyolojik çalışmalarda yaygın olarak kullanılmaktadır. Bu tezde, floresan ve floresan olmayan GFP varyantları arasındaki yapısal ve dinamik farklılıkları araştırmak için moleküler dinamik (MD) simülasyonları kullanılmıştır. MD simülasyonları sırasında, floresan GFP varyantları tarafından oluşturulan konformasyonlar 'floresan' sınıfına, floresan olmayan varyantların konformasyonları ise 'floresan olmayan' sınıfına atanmıştır. Elde edilen konformasyonların alfa karbon (Cα) koordinatları, makine öğrenimi (ML) uygulamaları için üç boyutlu bir veri seti oluşturmuştur. Bu iki durumu dinamik özelliklerine göre sınıflandırmak amacıyla Doğrusal Diskriminant Analizi (LDA) uygulanmıştır. Bu bulgulara dayanarak, literatürdeki patentli bir vektör yapısı temel alınarak, amiloid-β 1–42 ve GFP'yi 14 amino asitlik bir bağlayıcı aracılığıyla birleştiren hesaplamalı bir kimerik GFP modeli oluşturulmuştur. Kimerik protein AlphaFold kullanılarak modellenmiş ve yapısal stabilitesini değerlendirmek için MD simülasyonlarına tabi tutulmuştur. Floresan sinyal üretme potansiyelini değerlendirmek amacıyla, tetramerik ve monomerik Aβ₁₋₄₂ proteinleri kimerik GFP yapısına moleküler kenetleme ile yerleştirilmiş ve yeni kompleksler oluşturulmuştur. Her bir kompleks MD simülasyonlarına tabi tutulmuş ve konformasyonları daha sonra LDA modeli kullanılarak analiz edilmiştir. Bu bütüncül hesaplamalı yaklaşım, GFP tabanlı biyosensörlerin yapısal dinamikleri ve bunların amiloid tespiti potansiyeli hakkında içgörüler sunmaktadırMaster Thesis Identification of Allosteric Control in Proteins Using Computational Methods(01. Izmir Institute of Technology, 2024) Güneş, Sude; Uyar, Arzu; Sezgin, Hümeyra TaşkentThe prediction of orthosteric, allosteric, and cryptic sites through computational approaches is significant for drug discovery studies. To this extent, a ligand binding site prediction method called Essential Site Scanning Analysis (ESSA) was used to investigate allosteric and cryptic sites of TEM-1 beta-lactamase, cell division protein kinase 2, and galactokinase by applying various cutoff values (7 Å, 10 Å, 11 Å, and 13 Å) and combining 10/20 modes in this study. On the other hand, molecular dynamics (MD) and ClustENMD were performed to investigate hGALK1 enzyme dynamics. In addition, Principal Component Analysis (PCA) was applied to investigate collective motions in the presence and the absence of an allosteric inhibitor in hGALK1. The ligand binding sites of hGALK1 were investigated using frames obtained from MD and ClustENMD. According to the findings, the application of combined 10/20 modes improved the success of the ESSA method. Moreover, binding site prediction success demonstrated variation in the presence of different cutoff values and conformations. Different cutoff values demonstrated success in the prediction of allosteric and orthosteric sites highlighting the role of contacting atoms in the Gaussian Network Model (GNM) calculations. To this extent, the combination of results from various cutoff values has the potential to improve the allosteric site prediction success of the ESSA method.Master Thesis Investigation of Conformational Changes in Antibodies Using Computational Methods(01. Izmir Institute of Technology, 2024) Aygen, Mehmet Emin; Uyar, ArzuAntikorlar, insan vücudunda lenf düğümlerinde ve kanda dolaşan, antijenleri tespit ve nötralize eden büyük proteinlerdir. Antijenler epitop bölgelerinden etkileşime girerken, antikorlar paratop bölgelerinden etkileşime girerek spesifik olarak birbirlerine bağlanırlar. Proteinler olarak antikorlar dinamik yapılardır ve konformasyonel değişikliklere uğrarlar. Antijenler ve antikorlar arasındaki spesifik bağlanmanın bir sonucu olarak, her iki yapıda da büyük veya küçük konformasyonel değişikliklere yol açan bir alosterik etki meydana gelebilir. Hesaplamalı bilimler yöntemleri kullanılarak antikorlar, antijenler ve bunların komplekslerindeki alosterik etkinin detaylı olarak çalışılmadığı görülmüştür. Bu tez, antijen-antikor etkileşimi sonucunda oluşan kompleks yapıda alosterik değişimlerin meydana geldiği kritik amino asit bölgelerinin hesaplamalı yöntemler kullanılarak belirlenmesini amaçlamaktadır. Bu amaca ulaşmak için Protein Veri Bankası'ndan (PDB) seçilen yapılara 'Temel Bölge Tarama Analizi (ESSA)' yöntemi uygulanarak antijen ve antikorlar üzerindeki olası ligand/protein bağlanma bölgeleri tahmin edilmiştir. Antikorlar, özellikle tamamlayıcılığı belirleyen bölgeler (CDRs) ve antijenler üzerindeki kritik amino asitler incelenen çoğu yapı için başarılı bir şekilde tahmin edilmiştir. Ayrıca, başarısız olunan yapılar için ilave araştırmalar yapılmış ve 'ClustENMD' yöntemi kullanılarak konformasyonel örneklemeler geliştirilmiştir. İyileşmiş ESSA sonuçları elde edilmiş ve CDR'lar üzerindeki bazı amino asitler tespit edilmiştir. Yapı dinamiği üzerinden potansiyel bir alosterik etkiye sahip kritik amino asitlerin tespiti, terapötik monoclonal antikorların (mAb) geliştirilmesine potansiyel olarak katkıda bulunabilir. Bu tez, antikorların ve antijenlerin içsel dinamiklerinin daha iyi anlaşılmasını ve gözlemlenmesini sağlayacaktır.