Mycobacterium tuberculosis Protein Kinaz B'nin sinyal iletimindeki rolünün moleküler modelleme yaklaşımlarıyla araştırılması

Tüberküloz hastalığı günümüzün en öldürücü hastalıklarından biri olup buna Mycobacterium tuberculosis (Mtb) neden olmaktadır. Bu durumda, bu hastalığa neden olan bu bakeriyi hedef alan ilaç geliştirme stratejileri önem arzeden güncel araştırma konularıdır. Bu bakterinin büyüme ve çoğalma gibi işlemlerinde sinyal iletim mekanizmasını kullanarak başarılı bir şekilde yaşamını sürdürdüğü ve bunun için temel olarak 11 adet (A-K) ökaryotik benzeri serin/treonin kinaz kullandığı bilinmektedir. Dolayısıyla bu proteinlerin sinyal iletimindeki rollerinin bilinmesi bunları kayda değer ilaç hedefleri haline getirmektedir. Bu çalışmanın da amacı Mtb'nin sinyal iletiminde yeri anlaşılan Protein Kinaz B (PknB)'nin bilgisayar destekli yaklaşımlarla detaylı bir şekilde araştırılmasını içermektedir. Model yaklaşımlar kullanılarak bu kinazın mevucut x-ray yapısındaki eksik olan kısımlar tamamlandı ve ilgili treoninler (Thr171 ve Thr179) fosforlanarak bunların proteinin konformasyonunda yaptığı değişiklikler incelendi. Bu değişimlerin PknB'nin sübstratı olarak düşünülen glikojen birikimi düzenleyici (GarA) ile yaptığı etkileşimlere etkisi gözlemlendi. Sonuçlar PknB'nin fosforlandığı zaman anlamlı olarak konformasyonal değişikliğe uğradığını ve neticede GarA ile etkileşiminde anlamlı katkı sağladığı görüldü. PknB-T179'dan ziyade PknB-T171'nin GarA'yı THR22 artığını fosforladığı düşünüldü. Bu kinazın GarA ile etkileşiminde GarA'daki ARG81, 96 ve 97 artıkları fosforlanmış THR171 ile etkileştikleri bulundu. Bunun yanısıra sırasıyla kinazdaki ASP191 ve ARG189 ile GarA'daki ARG26 ve GLU32 ile ASP34 arasında çapraz tuz köprülerinin oluştuğu görüldü. Bu sonuçlar bağlanma mekanizmasını esas alarak bu bakteriye karşı ilaç geliştirme olanakları sunmaktadır. Bütün hesaplamalar AMBER (Assisted Model BuildingwithEnergyRefinement) paket programları kullanılarak yapılırken protein-protein etkileşimleri Z-DOCK vasıtasıyla yapıldı.

Tuberculosis caused by Mycobacterium Tuberculosis (Mtb) is one of the most lethal diseases. Therefore, it is a strategic goal to design drugs against this bacterium, which emploes 11 (A-K) eukaryotic-like ser/thr kinases in the signal transduction mechanism in the growth and proliferation processes. Knowing the roles of these kinases and targeting them are important drug design targets. In this study, we aimed to investigate the role of protein kinase G (PknG) in signal transduction by using computer assisted approaches. The missing part of the protein was completed by molecular modelling calculations. The corresponding threonines were phosphorylated and the effect of the phosphorylation on the conformation of the protein was observed by molecular dynamic calculations. The conformational changes in phsophorylated PknG were found to be very significant in its ability to bind to glycogen accumulation regulator (GarA). Docking results indicate that PknB-T171 rather than PknB-T179 forms a complex with an orientation to phosphorylate THR22. In this complex, phosphorylated THR171 interacts with ARG81, ARG96 and ARG97 in GarA. Besides, ASP and ARG189 in PknB-T171 interact with ARG26 and GLU32 and ASP34, respectively. All calculations were performed by AMBER (Assisted Model Building with Energy Refinement) and protein-protien interactions were studied by Z-DOCK.