Theileriosis'in tedavisinde kullanılabilecek yeni bir ilaç adayı tespit etmek için kumarin türevlerinin Theileria annulata enolazını inhibisyon potansiyelinin araştırılması
Investigation on Theileria annulata enolase inhibition potential of coumarin derivatives to identify new drug candidates to be used in the treatment of theileriosis
- Tez No: 488127
- Danışmanlar: PROF. DR. DİLEK BALIK, DOÇ. DR. ÖZKAN DANIŞ
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Biyomühendislik, Bioengineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2017
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Yıldız Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Biyomühendislik Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Biyomühendislik Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: 156
Özet
Tropikal theileriosis, bir apikompleksan parazit olan Theileria annulata'nın neden olduğu kene kaynaklı bir hastalıktır. Türkiye'de tüm bölgelerde bu parazitin görülmesi ile birlikte sığırlarda yüksek hastalık ve ölüm oranına sebep olduğu için ekonomik bir öneme sahiptir. Son zamanlarda T. annulata, yaygın olarak kullanılmakta olan antitheilerial ilaç buparvaquone'a karşı direnç geliştirmektedir ve bu nedenle alternatif ilaç adaylarının belirlenmesi gerekmektedir. Enolazın glikolizde 2-fosfogliserik asidin fosfoenolpirüvata dönüşümünü katalizlemesi, çeşitli hücresel fonksiyonlarla ilişkili olabilmesi ve hücre yüzeyinde bir plazminojen reseptörü şeklinde bulunarak parazitik virülansa aracılık edebilmesi, bu enzimin ilaç bağlanabilen potansiyel bir protein hedefi olduğunu göstermektedir. Bu çalışmada T. annulata enolazının inhibisyonu için enzim inhibitörü adayı olarak kumarin türevleri seçilmiştir. Bu bileşikler bitkilerde doğal olarak bulunur ve çeşitli biyolojik aktivitelere sahiptir. Ayrıca, kumarin türevleri genellikle düşük toksisite ile ilişkilendirilmiş olduğundan potansiyel terapötik ilaç adayları olarak kullanılabilmektedir. Bu çalışmanın amacı, henüz bilinen bir inhibitörü olmayan T. annulata enolazının (TaENO) aktivitesi üzerine kumarin türevlerinin inhibisyon potansiyelinin literatürde ilk defa değerlendirilmesidir. Deneysel çalışmalar kapsamında ilk olarak ekspresyon gerçekleştirilerek protein afinite kromatografisi ile saflaştırılmış ve enzim stabilizasyon çalışmaları gerçekleştirilmiştir. Daha sonra kumarin türevlerinin inhibitör tarama analizleri, IC50 değerlerinin belirlenmesi, inhibisyon mekanizmasının tespit edilmesi çalışmaları yapılarak, son aşamada protein homoloji modelleme ve inhibitör varlığında ve yokluğunda moleküler yanaştırma ile yapısal olarak analiz edilmiştir. İnhibisyon çalışmaları öncesinde ilk olarak, saflaştırılan TaENO'nun protein stabilizasyon analizleri yapılmış ve enzim çözeltisine 6 M etilen glikol eklendiğinde +4 ⁰C'de TaENO'nun stabil kaldığı belirlenmiştir. İnhibitör tarama analizleri yüksek saflıktaki (>% 95) TaENO ile 38 adet kumarin türevi kullanılarak yapılmıştır. Beş kumarin türevinin [3-(3,4-dihidroksifenil)-6,7-dihidroksi-2H-kromen-2-on (K5); 4-(3,4-dimetoksifenil)-6,7-dihidroksi-2H-kromen-2-on (K8); 4-(3,4-dihidroksifenil)-7,8-dihidroksi-2H-kromen-2-on (K9); 4-(3,4-dihidroksifenil)-6,7-dihidroksi-2H-kromen-2-on (K21) ve 3-(3,4-dihidroksifenil)-7,8-dihidroksi-2H-kromen-2-on (K23)] bu enzim üzerinde en yüksek (>% 90) inhibitör etkisine sahip olduğu tespit edilmiş ve IC50 değerleri belirlenmiştir. Bu kumarin türevleri içinde en düşük IC50 değeri K21 kumarin türevi için 8,871 μM olarak bulunmuştur. K5, K8, K9 ve K23 için IC50 değerleri sırasıyla 27,910 µM, 10,450 µM, 13,170 µM ve 10,863 µM olarak belirlenmiştir. Belirlenen en düşük (
Özet (Çeviri)
Tropical theileriosis is a tick-borne disease caused by an apicomplexan parasite Theileria annulata. The disease has an economic importance due to the high rate of morbidity and mortality accompanied by the appearance of this parasite in all geographical regions of Turkey. Resistance against commonly used antitheilerial drug, buparvaquone, has already been reported and therefore, alternative drug candidates should be identified. In this way, enolase might be a druggable protein target because the enzyme is a multifunctional protein that catalyzes the conversion of 2-phosphoglyceric acid to phosphoenolpyruvate in glycolysis and was observed as a plasminogen receptor could interfere with the virulence of parasites. In this study, coumarin derivatives were selected as potential enzyme inhibitors for inhibition of T. annulata enolase. These compounds are naturally found in plants and have diverse biological activities. In addition, coumarins could be used as potential therapeutic drug candidates due to their low toxicity. The aim of this study was to assess inhibition potential of coumarin derivatives on T. annulata enolase (TaENO) activity, for the first time in literature. Firstly, the protein was expressed, and purified by affinity chromatography and then, enzyme stabilization studies were performed. Inhibitor screening analyses, determination of IC50 values and identification of inhibition mechanism were conducted for coumarin derivatives. Finally, protein was structurally analyzed by homology modelling and molecular docking in the presence and absence of inhibitor. Prior to inhibition studies, protein stabilization analyses of TaENO were performed and it was found that the enzyme remained stable with adding 6 M ethylene glycol at +4 °C. Inhibitor screening analyses were carried out using 38 coumarin derivatives on highly purified TaENO (>95%). Five coumarin derivatives [3-(3,4-dihydroxyphenyl)-6,7-dihydroxy-2H-chromen-2-one (K5); 4-(3,4-dimethoxyphenyl)-6,7-dihydroxy-2H-chromen-2-one (K8); 4-(3,4-dihydroxyphenyl)-7,8-dihydroxy-2H-chromen-2-one (K9); 4-(3,4-dihydroxyphenyl)-6,7-dihydroxy-2H-chromen-2-one (K21) and 3-(3,4-dihydroxyphenyl)-7,8-dihydroxy-2H-chromen-2-one (K23)] showed high inhibitory effects (>90%) among 38 coumarin derivatives and IC50 values of these compunds were calculated. The lowest IC50 value were determined as 8,871 µM for K21 coumarin derivative. IC50 values for K5, K8, K9 and K23 were also found as 27,910 µM, 10,450 µM, 13,170 µM and 10,863 µM, respectively. Kinetic analyses were performed to determine inhibition mechanisms of four coumarin derivatives (K8, K9, K21 and K23) that had IC50 values of
Benzer Tezler
- Theileriosisli sığırlarda buparvaquone (Buparvon)un terapotik etkinliği
Therapoetic efficacy of buparvaquone (Buparvon) in cattle with Theileriosis
BARIŞ SARUHAN
Yüksek Lisans
Türkçe
2007
Veteriner HekimliğiAdnan Menderes Üniversitesiİç Hastalıkları Ana Bilim Dalı
DOÇ.DR. SERDAR PAŞA
- Theileria annulata laktat dehidrogenazının in vitro ve in silicoanalizler ile inhibisyonunun sağlanması
Evaluation of bacterial enzymes for drug design
SELCAN AKAR
Yüksek Lisans
Türkçe
2024
BiyomühendislikYıldız Teknik ÜniversitesiBiyomühendislik Ana Bilim Dalı
PROF. DR. DİLEK BALIK
- Bos taurus enolaz enzimini kodlayan genin yapıya dayalı ilaç tasarımı yönünde moleküler ve enzimatik analizlerinin yapılması
Structural, molecular and enzymatic analysis of Bos taurus enolase towards structure-based drug design
EMRAH SARIYER
Doktora
Türkçe
2018
BiyomühendislikYıldız Teknik ÜniversitesiBiyomühendislik Ana Bilim Dalı
PROF. DR. DİLEK TURGUT BALIK
DOÇ. DR. ÖZKAN DANIŞ
- Theileria annulata'nın enolaz enzimini kodlayan genin intronsuz olarak klonlanması, enzimin ifade edilmesi, saflaştırılması ve kinetik karakterizasyonu
Cloning of enolase gene without intron, expression, purification and kinetic characterization of the enzyme from Theileria annulata
EBRU ÇAYIR
Yüksek Lisans
Türkçe
2013
BiyokimyaYıldız Teknik ÜniversitesiBiyomühendislik Ana Bilim Dalı
PROF. DR. DİLEK BALIK
- Sığırların bazı enfeksiyöz hastalıklarında serum vitamin C dfüzeyleri üzerine araştırmalar
Investigations on serum vitamin C levels in some infection diseases of cattles
MUSTAFA İSSİ
Doktora
Türkçe
2000
Veteriner HekimliğiFırat Üniversitesiİç Hastalıkları Ana Bilim Dalı
PROF.DR. YUSUF GÜL