Infectious diseases, which have been a serious threat for human life in ancient times, is still leading the causes of death and disability worldwide. Pathogens (viruses, bacteria, protozoa, fungi, etc.) express a wide range of molecules that bind to host cell targets to manipulate human mechanisms for their own advantage, and result in infection in the host organism. Well characterization of these interspecies (pathogen-human) interactions is required for a complete understanding of pathogenesis. The key point of fighting with infectious diseases is the identification and characterization of the strategies used by these pathogens to interact with the host, as these strategies are usually unique to specific pathogens or conserved across several different species. Within the framework of this project, bacterial infection mechanisms are investigated through bacteria-human protein-protein interactions. The targeted human proteins with specific properties different from the non-targeted ones are analyzed to enlighten several infection mechanisms. Gene Ontology enrichments of targeted human proteins are investigated; that is, all three GO terms are examined to identify the terms having significant association with each human protein set studied. In addition to GO terms, Kegg pathways, transcription factor targets and pathway commons of the targeted human proteins are identified. A thorough bioinformatic based analysis of bacteria-human protein interaction network is still missing in the literature. This study is the first attempt to comprehensively investigate bacterial infection strategies through bacteria-human protein-protein interactions. Common and specific infection strategies of different types of bacteria are identified, contributing to the novelty of the present research work.

Eski çağlarda insan yaşamı için ciddi tehdit oluşturan enfeksiyöz hastalıklar, günümüzde de çok sayıda ölüme ve sakatlığa sebep olmaktadırlar. Çeşitli patojen molekülleri insan proteinleri ile etkileşerek, insanın hücresel mekanizmalarını patojenin kendi yararına kullanmasına izin verdirerek enfeksiyona neden olurlar. Türler arası (patojen-insan) bu etkileşimlerin detaylı aydınlatılması patojenezi bütünüyle anlamak için gereklidir. Enfeksiyöz hastalıklarla mücadelede kilit nokta patojenler tarafından konak ile etkileşime geçmek için kullanılan stratejilerin (genellikle belirli patojenlere ortak ya da farklı türlere özgü) tanımlanması ve çözümlenmesidir. Bu çalışma çerçevesinde, bakteri-insan protein-protein etkileşimleri yoluyla bakteriyel enfeksiyon mekanizmalarının ortaya çıkarılması amaçlanmıştır. Hedeflenmeyen proteinlerden farklı belirli özelliklere sahip olan ve hedef alınan insan proteinlerinin özelliklerinin incelenerek yeni araştırma olanaklarına öncülük etmesi beklenmektedir. Çalışılan her insan protein seti ile istatistiksel olarak anlamlı ve önemli ilişkisi bulunan terimleri belirlemek için tüm gen ontolojisi terimleri taranmıştır. Gen ontoloji terimlerinin yanısıra, hedeflenen insan proteinlerinin Kegg izyolları, transkripsiyon faktör hedefleri ve ortak izyolları incelenmiştir. Bakteri-insan protein etkileşim ağyapılarının biyoinformatik tabanlı kapsamlı bir analizi literatürde henüz mevcut değildir. Bu tez, bakteri-insan protein-protein etkileşimleri sayesinde bakteriyel enfeksiyon stratejilerinin ortaya çıkarılmasında en geniş kapsamlı çalışmalardan biri olmuştur. Bakteri-konak protein-protein etkileşim verilerinin toplanarak ve incelenerek değişik bakteri türlerinin ortak ve farklı olan enfeksiyon stratejilerinin araştırılmış olması, bu çalışmanın özgün değerini oluşturmaktadır.