FTIR ve CD Spektrometresi Kullanılarak N-bağlı Glikozilasyonun Eritropoetinin İkincil Yapısı ve Konformasyonel Stabilitesi Üzerindeki Etkilerin Araştırılması

Abstract

Eritropoetin (EPO), böbreklerden salgılanan ve eritrosit üretiminden sorumlu olan 165 aminoasiten oluşan ve dört adet glikanın bağlı olduğu glikoprotein yapıda olan bir hormondur. Rekombinant insan eritropoetini, kronik böbrek yetmezliğinden veya kanser tedavisinden kaynaklanan aneminin tedavisi için terapötik olarak uygulanan bir proteindir. Ancak, EPO'nun üretim süreç ve koşullarında meydana gelen değişiklikler, molekülün glikolizasyon formunun bozulmasına neden olabilir bu da EPO'nun yapısında ve biyolojik aktivitesinde farklılıklara sebep olabilir. Çünkü glikozilasyon profilleri, proteinin hedef reseptörlerle doğru bir şekilde etkileşim kurmasını sağlar ve bu da tedavi etkinliğini doğrudan etkiler. Bu sebeple EPO'nun yapısının bilinmesi, yapısal stabilitesi hakkında bilgi sahibi olunması, tedaviler açısından büyük önem taşımaktadırlar. Bu çalışmanın amacında, EPO'nun N-bağlı glikozilasyon ve deglikozilasyon formunun, yapıda meydana getirebileceği yapısal ve konformasyonel değişikliklerin incelenmesi, Fourier Dönüşümlü Kızılötesi (FT-IR) ve Dairesel Dikroizm (CD) Spektroskopisi teknikleri yardımıyla gerçekleştirilmesi vardır. FT-IR ile proteinin ikincil yapısı aydınlatılıp, termal stabilite ve H/D değişimi analizleri yapılırken, CD spektroskopisi ile proteinin katlanması, sekonder yapısı ve termal stabilite analizleri yapılacaktır. Analizler sonucunda, farklı formların EPO'nun yapısal bütünlüğü üzerindeki etkilerinin aydınlatılması hedeflenmektedir. Ayrıca, elde edilen verilerin, Eritropoetinin tedavi etkinliği üzerinde yeni biyoteknolojik yaklaşımlar için temel oluşturması beklenmektedir.

Erythropoietin (EPO) is a glycoprotein hormone composed of 165 amino acids and four glycans attached, secreted from the kidneys and responsible for erythrocyte production. Recombinant human erythropoietin is a protein that is applied therapeutically for the treatment of anemia caused by chronic renal failure or cancer treatment. However, changes in the production process and conditions of EPO may cause the deterioration of the glycosylation form of the molecule, which may cause differences in the structure and biological activity of EPO. Because glycosylation profiles ensure that the protein interacts correctly with target receptors, which directly affects the effectiveness of the treatment. Therefore, knowing the structure of EPO and having information about its structural stability are of great importance in terms of treatments. This study aims to investigate the structural and conformational changes that the N-linked glycosylation and deglycosylation forms of EPO may cause in the structure, and to perform them using Fourier Transform Infrared (FT-IR) and Circular Dichroism (CD) Spectroscopy techniques. FT-IR will be used to elucidate the secondary structure of the protein and analyze thermal stability and H/D exchange, while CD spectroscopy will be used to analyze protein folding, secondary structure, and thermal stability. As a result of the analyses, it is aimed to elucidate the effects of different forms on the structural integrity of EPO. In addition, the obtained data are expected to form the basis for new biotechnological approaches to the treatment efficacy of erythropoietin.