Analysis of protein and mRNA expressions of CYP1A1, CYP2E1, NQO1 and GST enzymes in liver, colon and prostate cancer cell lines to study drug and carcinogen metabolism
İlaç ve kanserojen metabolizmasını çalışmak amacıyla karaciğer, kolon ve prostat hücre hatlarında CYP1A1, CYP2E1, NQO1 ve GST enzimlerinin protein ve mRNA ekspresyonlarının analizi
- Tez No: 368855
- Danışmanlar: PROF. DR. ORHAN ADALI, DR. SERDAR KARAKURT
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Biyokimya, Biochemistry
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2014
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Orta Doğu Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Biyokimya Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 113
Özet
Ksenobiyotikler faz I ve faz II enzim sistemleri tarafından metabolize edilirler. Faz I reaksiyonlar yükseltgenme, indirgenme ve hidroliz gibi modifikasyon reaksiyonlarını içermektedir. Faz II reaksiyonlar ise genel olarak faz I reaksiyonunda ortaya çıkan metabolitin amino, sulfidril, glutatyon gibi yüklü fonksiyonel gruplarla konjugasyonu sonucunda daha polar moleküllerin oluşturulmasını kapsar. Faz I enzim sistemleri arasında en bilineni ve en önemlisi Sitokrom P450 enzim sistemidir ve kısaca CYP olarak isimlendirilirler. CYP1A1 ve CYP2E1 enzimleri prokanserojenlerin ve proilaçların daha aktif moleküllere dönüştürülmesi reaksiyonlarında en önemli enzimlerdendir. NQO1 ve GST enzimleri ise sırasıyla indirgenme ve konjügasyon reaksiyonları ile ilaçların veya toksik kimyasalların atılmasına olanak sağlarlar. Bu özellikleri nedeniyle ilaç ve toksikoloji çalışmalarında bu enzimlerin incelenmesi önemlidir. Ksenobiyotiklerin metabolizmasıyla ilgili çalışmalarda ilk basamak hücre kültürü çalışmalarıdır. Bu tezde ilaç ve kanserojen metabolizması çalışmaları için HEPG2 ve HUH7 (karaciğer); HT29 ve SW620 (kolon); PNT1A ve PC3 (prostat) hücre hatlarında CYP1A1, CYP2E1, NQO1 ve GSTP1 enzimlerinin protein ve mRNA ekspresyonlarının analizini yaparak en uygun model hücrenin tespit edilmesi amaçlanmıştır. Bu amaçla, hücreler 5% CO2 inkübatöründe uygun besiyerleri ile büyütülüp daha sonra bu hücrelerden protein ve mRNA izolasyonu yapılmıştır. Bu aşamayı takiben protein ve mRNA ekspresyonları sırasıyla western blot ve qRT-PCR teknikleriyle ölçülmüştür. Deneyler sonucunda CYP1A1 protein ekspresyonun bütün hücre hatlarında değişken oranlarda gerçekleştiği görülmüştür. Bununla beraber en yüksek CYP1A1 rölatif protein ekspresyonunun HT29 hücre hattında olduğu ve SW620'nin de diğer hücre hatlarından istatistiksel olarak fazla ekspres ettiği görülmüştür. Ancak karaciğer hücre hatları olan HEPG2 ve HUH7 mRNA seviyesinde en fazla CYP1A1 ekspresyonu gösteren hücrelerdir. CYP2E1 protein ekpresyonunun PC3 hariç bütün hücre hatlarında yüksek olduğu bulunmuştur. En yüksek CYP2E1 mRNA ekpresyonu HUH7 ve HT29 hücre hattında gerçekleşmiştir. PNT1A ve HEPG2 hücrelerinde NQO1 protein ekspresyonu diğerlerine oranla yüksek seviyelerde görülmüştür. PC3 ve HUH7 hücrelerinde ise NQO1 protein ekspresyonu önemli oranda azdır. NQO1 mRNA ekspresyonunun HUH7 ile kıyaslanarak PNT1A'da en fazla olduğu görülmüştür. HUH7 en yüksek GSTP1 protein ekspresyonu gösteren hücre olmuştur ancak diğer karaciğer hücre hattı HEPG2'da GSTP1 ekspresyonuna rastlanmamıştır. GSTP1 mRNA ekspresyonu yüksekten düşüğe sıralandığında PNT1A, HT29, SW620, PC3 and HUH7 olarak bulunmuştur ancak HEPG2 hücre hattında GSTP1 mRNA expresyonuna rastlanmamıştır. Sonuç olarak, CYP1A1, CYP2E1, NQO1 ve GSTP1 enzimleri protein ve mRNA seviyelerinde değişik hücre hatlarında ekspresyonel farklılıklar göstermiştir. Bu sonuçlar ışığında bütün enzimlerin aynı anda çalışılabileceği en uygun model hücre hattının HT29 olduğuna karar verilmiştir. Ancak CYP1A1, CYP2E1, NQO1 ve GSTP1 enzimleri tek başlarına çalışılacak ise her biri için ayrı olarak, HT29, HUH7, PNT1A ve HT29 hücre hatları model olarak en uygun olanlarıdır.
Özet (Çeviri)
Xenobiotic metabolism is the combination of phase I and phase II reactions which are named as modification and conjugation reactions, respectively. Most of the marketed drugs are metabolized by Cytochrome P450s (CYPs) known as phase I enzymes. CYP1A1 and CYP2E1 enzymes play role in activation/inactivation of many drugs and carcinogens. Phase II enzymes including NQO1 and GSTP1 are important for the elimination of toxic metabolites by reduction and conjugation reactions, respectively. Since in vitro studies are considered as the preliminary step for the discovery of new drug molecules or for the investigation of the effects of chemicals on the molecular basis, this study was aimed to show the best cell line model for studying CYP1A1, CYP2E1, NQO1 and GSTP1 enzymes playing role in drug and carcinogen metabolism. Therefore, protein and mRNA expression of these enzymes were analyzed in the HT29 and SW620 (colon); HEPG2 and HUH7 (liver); PNT1A and PC3 (prostate) cell lines. For this purpose, cell lines were grown as three replicates in 5% CO2 incubator followed by the protein extraction and RNA purification steps. Then, mRNA and protein expressions of the enzymes by cell lines were analyzed by qRT-PCR and Western blotting techniques, respectively. The results showed that all cell lines express CYP1A1 protein and relative protein expression is highest in the HT29 and SW620 (colon) cell lines. In addition liver cell lines HEPG2 and HUH7 expressed highest CYP1A1 mRNA. CYP2E1 protein expression was found in all cell lines at relatively high levels except PC3. CYP2E1 mRNA expression was very high in HUH7 and HT29 cell lines. PNT1A and HEPG2 expressed NQO1 protein at relatively high levels while PC3 and HUH7 cell lines expressed NQO1 protein at significantly lower levels. NQO1 mRNA expression varies in cell lines and PNT1A showed the highest mRNA expression when compared with HUH7 cell line. HUH7 showed the highest GSTP1 protein expression whereas the HEPG2 did not show any GSTP1 protein expression. mRNA expression of GSTP1 in the descending order is PNT1A, HT29, SW620, PC3 and HUH7 while there is no mRNA expression in HEPG2 cell line. In conclusion, CYP1A1, CYP2E1, NQO1 and GSTP1 protein and mRNA expressions showed differences in different cell lines originated from colon, liver and prostate tissues. It was found that HT29 colon cell line is the best model among these cell lines to study all of four enzymes together since it expressed both protein and mRNA of these enzymes at relatively significant levels. However if CYP1A1, CYP2E1, NQO1 and GSTP1 would be studied individually, HT29, HUH7, PNT1A and HT29 are the best models, respectively.
Benzer Tezler
- Hepatoselüler kanser gelişiminde sitokrom P4501A1 (CYP1A1), hepatit bx (HBX) ve nüklear faktör kappa b (NF-kB etkileşimlerinin roiü
The role of interactions of CYP1A1, HBX and NF-kB in the development of hepatocelular carcinoma
TUĞBA KOÇ
- Meme kanseri hücrelerinde sitokrom P450 ailesi enzim aktivitelerinde doğal propolis ve polifenolik karışımların etkilerinin karşılaştırmalı analizi
Comparative analysis of the effects of natural propolis and polyphenolic mixtures on cytochrome P450 family enzyme activities in breast cancer cells
MURAT ÖZDEMİR
Doktora
Türkçe
2024
Biyokimyaİstanbul ÜniversitesiMoleküler Tıp Ana Bilim Dalı
PROF. DR. OĞUZ ÖZTÜRK
DR. METE BORA TÜZÜNER
- Investigation of the effects of combine use of cisplatin and metformin on proliferation of prostate cancer cell lines and GSTP, CYP17A1 and hexokinase II enzymes
Cisplatin ve metformin iilaç kombinasyonu uygulamasının prostat hücre hatları proliferasyonu ve GSTP, CYP17A1 ve hekzokinaz II enzimleri üzerine etkilerinin incelenmesi
ÖZLEM DURUKAN
Yüksek Lisans
İngilizce
2016
BiyokimyaOrta Doğu Teknik ÜniversitesiBiyokimya Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ORHAN ADALI
DOÇ. DR. ŞEVKİ ARSLAN
- Investigation of CYP17A1 and CYP19A1 gene expression levels and aromatase activity in invasive ductal breast cancer tissues
Duktal meme kanseri olgularında CYP17A1 and CYP19A1 gen bölgelerinin ekspresyonlarının ve aromataz aktivitelerinin incelenmesi
METE BORA TÜZÜNER
Doktora
İngilizce
2017
Biyokimyaİstanbul Teknik ÜniversitesiMoleküler Biyoloji-Genetik ve Biyoteknoloji Ana Bilim Dalı
PROF. DR. HAKAN BERMEK
PROF. DR. OĞUZ ÖZTÜRK
- Di-N-bütil fitalat'ın sazan balıklarında (Cyprinus carpio) HSP70, GPX, SOD, CYP1A ve vitellogenin üzerine toksik etkilerinin moleküler düzeyde araştırılması
Molecular studies on toxic effects of Dİ-N-butyl phthalate on HSP70, GPX, SOD, CYP1A and vitellogenin in common carp (Cyprinus carpio)
HIZLAN HINCAL AĞUŞ