Υπολογισμοί διατάραξης ελεύθερης ενέργειας για τη μελέτη πρόσδεσης νευροτοξινών στο γλουταμινικό υποδοχέα AMPA

Σπυριδάκη, Βασιλεία; Spyridaki, Vasileia

dc.contributor.author	Σπυριδάκη, Βασιλεία	el
dc.contributor.author	Spyridaki, Vasileia	en
dc.date.accessioned	2023-01-31T10:41:34Z
dc.date.available	2023-01-31T10:41:34Z
dc.identifier.uri	https://dspace.lib.ntua.gr/xmlui/handle/123456789/56989
dc.identifier.uri	http://dx.doi.org/10.26240/heal.ntua.24687
dc.rights	Default License
dc.subject	ΒΜΑΑ	el
dc.subject	Νευροεκφυλιστικές ασθένειες	el
dc.subject	Γλουταμινικός υποδοχέας AMPA	el
dc.subject	Προσομοιώσεις Μοριακής Δυναμικής	el
dc.subject	Υπολογισμοί Διατάραξης Ελεύθερης Ενέργειας	el
dc.subject	Neurodegenerative diseases	en
dc.subject	AMPA glutamate receptor	en
dc.subject	Molecular Dynamic Simulations	en
dc.subject	Free Energy Perturbation calculations	en
dc.subject	BMAA	en
dc.title	Υπολογισμοί διατάραξης ελεύθερης ενέργειας για τη μελέτη πρόσδεσης νευροτοξινών στο γλουταμινικό υποδοχέα AMPA	el
dc.title	Free energy perturbation calculations to study neurotoxin binding on the AMPA glutamate receptor	en
heal.type	bachelorThesis
heal.classification	Υπολογιστική Χημεία	el
heal.classification	Computational Chemistry	en
heal.language	el
heal.access	free
heal.recordProvider	ntua	el
heal.publicationDate	2022-10-04
heal.abstract	Η ΒΜΑΑ είναι μία νευροτοξίνη, η οποία μέσω της τροφικής αλυσίδας μπορεί να εισέλθει στον ανθρώπινο οργανισμό. Όταν το ΒΜΑΑ αλληλεπιδρά με το διττανθρακικό ιόν στον άνθρωπο παράγονται καρβαμιδικά παράγωγα που έχουν παρόμοια δομή με το νευροδιαβιβαστή γλουταμινικό ιόν. Πιστεύεται ότι το BMAA και τα καρβαμιδικά παράγωγά του προσδένονται στο σημείο πρόσδεσης γλουταμινικών υποδοχέων προκαλώντας νευρικά συμπτώματα ασθενειών όπως το Πάρκινσον και η Αμυοτροφική Πλευρική Σκλήρυνση. Παρ’όλα αυτά, ο μηχανισμός δράσης του BMAA και των καρβαμιδικών παραγώγων του δεν έχει μελετηθεί έως τώρα. Σε αυτήν την εργασία χρησιμοποιούμε μοριακές προσομοιώσεις για να υπολογίσουμε την ελεύθερη ενέργεια πρόσδεσης του ΒΜΑΑ και των καρβαμιδικών παραγώγων του στον γλουταμινικό υποδοχέα AMPA σε σύγκριση με το φυσικό αγωνιστή, γλουταμινικό ιόν. Οι μελέτες αυτές θα βοηθήσουν στη μελέτη του μηχανισμού με τον οποίο το ΒΜΑΑ οδηγεί σε δυσλειτουργία τα νευρικά κύτταρα προκαλώντας νευροεκφυλιστικές νόσους. Για το σκοπό αυτό εφαρμόζονται προσομοιώσεις Μοριακής Δυναμικής σε συνδυασμό με υπολογισμούς Διατάραξης Ελεύθερης Ενέργειας προκειμένου να υπολογιστεί η διαφορά της ελεύθερης ενέργειας πρόσδεσης του β-καρβαμιδικού παραγώγου του ΒΜΑΑ και του φυσικού αγωνιστή (γλουταμινικό ιόν) στον γλουταμινικό υποδοχέα ΑΜΡΑ. Τα αποτελέσματα των υπολογισμών υποδεικνύουν ότι το γλουταμινικό ιόν και το β-καρβαμιδικό παράγωγο του ΒΜΑΑ έχουν συγκρίσιμη ενέργεια πρόσδεσης στον υποδοχέα AMPA και επομένως είναι πιθανό παράγωγα του ΒΜΑΑ να προσδένονται ισχυρά στον γλουταμινικό υποδοχέα.	el
heal.abstract	BMAA is a neurotoxin, which may reach the human body through the food chain. When BMAA interacts with bicarbonate ions in the human body, two carbamate adducts are produced, which structurally resemble the neurotransmitter glutamate. It is believed that BMAA and its carbamate adducts bind to the ligand binding domain of glutamate receptors, causing the effects of neurodegenerative diseases such as Parkinson and Amyotrophic lateral sclerosis. However, the mechanism of BMAA action has not been studied yet. In this thesis, we use molecular simulations to calculate the free energy of binding of BMAA and its carbamate adducts to the AMPA glutamate receptor in comparison with the natural agonist, glutamate. These studies will contribute to the understanding of the mechanism by which BMAA leads to dysfunction of neuronal cells, causing neurodegenerative diseases. For this purpose, we perform Molecular Dynamics simulations coupled with Free Energy Perturbation calculations in order to calculate the difference in the free energy of binding between β-carbamate adduct and the natural agonist (glutamate) to the AMPA glutamate receptor. Our results indicate that glutamate and β-carbamate adduct of BMAA have comparable binding affinities to the AMPA glutamate receptor and, therefore, it is possible that BMAA carbamate adducts can tightly bind to the AMPA glutamate receptor.	en
heal.advisorName	Καβουσανάκης, Μιχαήλ	el
heal.committeeMemberName	Θεοδώρου, Θεόδωρος	el
heal.committeeMemberName	Ζαννίκος, Φανούριος	el
heal.academicPublisher	Εθνικό Μετσόβιο Πολυτεχνείο. Σχολή Χημικών Μηχανικών	el
heal.academicPublisherID	ntua
heal.numberOfPages	97 σ.	el
heal.fullTextAvailability	false