Sefalotin molekülünün DD-transpeptidaz enzimine bağlanmasında serbest enerjinin moleküler dinamik simülasyon ile hesaplanması

Abstract

1. Özet Günümüzde antibiyotik kullanımı oldukça yaygındır. Sefalosporin gurubu ise antibiyotik çeşitleri arasında büyük bir yer tutmaktadır. Sefalosporin gurubu antibiyotikler bakteri hücre duvarındaki transpeptidaz enzimine bağlanarak enzimi inaktive etmektedirler. Transpeptidaz enzimi bakteri hücre duvarının (peptidoglikan) oluşumu esnasında pentapeptidin 4ncü rezidüsü olan D-Ala (D-Alanil) molekülü ile D- Alanin köprüsünün çapraz bağlanmasını (cross-linking) katalizlemektedir, bu sırada terminal Alanin' in hidrolizi ile kopması gereken enerjiyi sağlamaktadır. Bakteri hücre duvarının oluşumundaki bu reaksiyon aşamasına transpeptidasyon aşaması denilmektedir. Transpeptidaz enziminin Sefalosporin gurubu bir antibiyotik ile inhibisyonu sonucunda transpeptidasyon aşamasında çapraz bağlanma olayı gerçekleşmemekte ve böylece bakteri hücre duvarı oluşumu tamamlanamamaktadır. Bu çalışmada Streptomyces R61 susundan elde edilen transpeptidaz enziminin sefalotin ilaç molekülü ile bağlanma anında ortaya çıkan serbest enerjinin (AĞ) moleküler dinamik simülasyon ile hesaplaması yapılmıştır. 1

2. Summary Nowadays antibiotic usage is prevalent. Cephalosporin group is taking a wide place in antibiotic groups. Cephalosporin group antibiotics bind to transpeptidase in bacterial cell wall and inactivate the enzyme. Transpeptidase catalyses cross-linking of D-Alanine and D-Ala (D-Alanil) molecule which is the fourth residue of pentapetide, at synthesis of bacterial cell wall, at that time it provides energy for hydrolysis of terminal D-Alanine. This synthesis stage of bacterial cell wall is called transpeptidation. As a result of inhibition of transpeptidase by a cephalosporin group antibiotic the cross-linking process is not constituted and thus synthesis of bacterial cell wall can not be formed. In this study free energy change (AG), which occurred at the binding of Streptomyces R61 strain derived from transpeptidase and cephalothin molecule has been calculated with molecular dynamics simulation.