The mechanisms of novel fluorescent probes binding with dsDNA: Studies by spectral-luminescent methods
Yeni floresan probların dsDNA ile bağlanma mekanizmaları: Spektral luminesans yöntemleri ile çalışmalar
- Tez No: 244785
- Danışmanlar: PROF. DR. ELMAS GÖKOĞLU
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Kimya, Chemistry
- Anahtar Kelimeler: Stiril siyanin boyaları, etidiyum bromür, dsDNA, floresans sönümü, Stern-Volmer eşitliği, interkelasyon, oluğa bağlanma, Styrylcyanine dyes, ethidium bromide, dsDNA, fluorescence quenching, Stern-Volmer equation, intercalation, groove binding
- Yıl: 2009
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Hacettepe Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Kimya Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 99
Özet
Floresans spektroskopisi günümüzde genetik incelemeler, klinik kimya, biyokimya ve moleküler biyofizikte en fazla kullanılan spektroskopik yöntemlerden bir tanesidir. Biyomoleküllerin ve biyomoleküler komplekslerin gerek yapısal gerekse dinamik özelliklerindeki değişikliklere olan hızlı duyarlılığı nedeni ile bu tekniğin popüleritesi hızla artmaktadır. Floresant problar floresans spektroskopisinde önemli bir alanı işgal eder. Bu çalışmada iki boya grubunun çift sarmal DNA (dsDNA) ile etkileşimleri floresans izleme ve UV-görünür bölge absoprsiyon spektroskopisi ile incelendi.Çalışmanın birinci bölümünde pozitif yüklü kuaterner amonyum grubu köprü/uç gruplar içeren monomer ve iki homodimer benzotiyazol stiril siyanin boyasının dsDNA ile etkileşim türü incelendi. Bu boyalar için bağlı bir boya molekülü tarafından kullanılan dsDNA baz çifti sayısı (n) yanısıra boyaların DNA ile bağlanma sabitleri (Kb) de bulundu. Elde edilen sonuçlar yapıda kuaterner azot içeren spermin-like grupların (Bos-5) bulunmasının fonksiyonel grup içermeyen analoglara (Sbt) göre Kb değerlerinde artışa neden olduğunu gösterdi. Bunun yanısıra benzotiyazol stiril kromoforları içeren dimer boyaların Kb değerlerinin çıkış monomeri ile karşılaştırıldığında bu monomerin Kb değerinin köprünün benzotiyazol halkasına bağlanma noktasına bağlı olarak beş katı (Dbos-13) veya hemen hemen aynısı (Dbsu-10) olduğu gözlendi. Buna ek olarak iki dimer için n değerleri Dbos-13 için bis-interkelasyonu işaret eden DBsu-10 için ise oluğa bağlanmayı işaret eden oldukça farklı sonuçlar verdi.Çalışmanın ikinci bölümünde dört etidiyum türevinin (E2, E3, E4 ve E5 olarak kodlandı) sentezi, dsDNA ile bağlanma türleri ve aynı zamanda 3- ve 8- amino pozisyonlarındaki fonksiyonel grupların bağlanma mekanizmalarına etkileri incelendi. Stern-Volmer sönüm sabitleri, bağlanma sabitleri, bağlanma kısım sayıları ve ?H, ?S ve ?G gibi ilgili termodinamik parametreler çeşitli sıcaklıklarda hesaplandı. Sonuçlar E2, E3, E4 ve E5-DNA komplekslerinin oluştuğunu ve E2 ile E3 kompleksleri için etkileşimin van der Waals kuvvetleri tarafından, E4 ile E5 komplekslerinde ise hidrofobik birleşmelerin baskın tür olduğunu gösterdi. Absorpsiyon, iyonik şiddet ve iyodür iyonu ile sönüm çalışmalarından elde edilen sonuçlar E2 ve E3'ün dsDNA ile çıkış boyası etidiyum bromür gibi interkelasyon üzerinden bağlandığını gösterdi. Buna karşılık E4 ve E5 groove bağlanma gösterdi. dsDNA için gözlenebilirlik sınırı E2, E3, E4 ve E5 varlığında sırası ile 7.49x10-8 (n=4), 4.18x10-8 M (n=7), 2.87x10-5 (n=5) ve 7.23x10-6 M (n=6) olarak bulundu.
Özet (Çeviri)
Fluorescence spectroscopy is one of the most widely used spectroscopic techniques in the fields of gene expression, clinical chemistry, biochemistry and molecular biophysics today. The technique has become quite popular because of its acute sensitivity to changes in the structural and dynamic properties of biomolecules and biomolecular complexes. Fluorescent probes constitute an important field in fluorescence spectroscopy. In this thesis, interaction of two group fluorescent dyes with double stranded DNA (dsDNA) was investigated using fluorescence sensing and UV-visible absorption spectra.In the first part studies of the interaction mode of monomer and two homodimer benzothiazole styryl dyes containing spermine-like linkage/tail group with the dsDNA are reported. For these dyes, equilibrium constant of dye binding to DNA (Kb), as well as the number of dsDNA base pairs occupied by one bound dye molecule (n) were determined. The data obtained show that the presence of spermine-like group containing quaternary nitrogen (Bos-5) results in increase of Kb value as compared to this of unsubstituted analogue (Sbt). Besides, for the dimer dyes containing benzothiazole styryl chromophores, the Kb value is either five times higher (DBos-13) or almost the same (DBsu-10) as compared to this of corresponding monomer Sbt, depending on the position in the benzothiazole ring where the linker is attached. Moreover, the n values for both dimers are significantly different as well, pointing to the bis-intercalative binding mechanism for DBos-13 and for the groovebinding one for DBsu-10.In second part of the studies, we reported the syntheses and investigation of the modes of binding to dsDNA of the four ethidium derivatives (coded as E2, E3, E4 and E5) and also effects of functional groups substitueted both amines at 3- and 8- positions on binding mechanisms. The Stern-Volmer quenching constants, binding constants, binding sites and the corresponding thermodynamic parameters ?H, ?S and ?G were calculated at different temperatures. The results indicated the formation of E2, E3, E4 and E5-DNA complexes and van der Waals interactions are the predominant intermolecular forces for E2 and E3 complexes and hydrophobic associations are the predominant for E4 and E5 complexes. The results of absorption, ionic strength and iodide ion quenching suggested that the interaction mode of E2 and E3 with ct-DNA was intercalative binding like parent dye ethidium bromide. On the contrary E4 and E5 set out groove binding. The limit of detection (LOD) of ct-DNA were 7.49x10-8 (n=4), 4.18x10-8 M (n=7), 2.87x10-5 (n=5) and 7.23x10-6 M (n=6) in presence of E2, E3, E4 and E5 respectively.
Benzer Tezler
- Hedef kimyasala duyarlı floresan malzemelerin sentezi ve kimyasal sensörlerde kullanımı
Synthesis of fluorescent materials sensitive to target chemicals and usage in chemical sensors
FEHMİ KARAGÖZ
- Structural dependence of protein binding and vibrational spectra of some odor molecules: Molecular docking and TD-DFT study
Koku moleküllerinin protein etkileşimlerinin ve titreşim spektrumlarının yapıya bağlılığının moleküler kenetlenme ve ZB-YFT ile incelenmesi
AYSUN SIRMA
Yüksek Lisans
Türkçe
2023
Kimyaİstanbul Teknik ÜniversitesiKimya Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MİNE YURTSEVER
- Synthesis of new hydrazide-based phenolphthalein and rhodamine B derivatives and investigation of their photophysical properties
Yeni hidrazit temelli fenolftalein ve rhodamin B türevlerinin sentezi ve fotofiziksel özelliklerinin araştırılması
ABDULLAH SALEH HUSSEIN HUSSEIN
Doktora
İngilizce
2024
KimyaBingöl ÜniversitesiKimya Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MAHMUT TOPRAK
DOÇ. DR. SİNAN BAYINDIR
- Özgün DNA dizilerinin floresan in situ hibridizasyon (FISH) tekniği için işaretlenmesi
Spesific DNA fragments labelling for flouresan in situ hybridization (FISH)
KADER YILMAZ
Yüksek Lisans
Türkçe
2002
Tıbbi Biyolojiİstanbul ÜniversitesiTıbbi Genetik Ana Bilim Dalı
PROF. DR. SEHER BAŞARAN