Insights into the action mechanism of azacyanines: Their topoisomerase iiα inhibition potential and nucleic acid selectivity
Azasiyaninlerin etki mekanizması: Topoizomeraz ııα engelleme potansiyeli ve nükleik asit seçiciliği
- Tez No: 507093
- Danışmanlar: DOÇ. DR. ÖZGÜL PERSİL ÇETİNKOL
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Biyokimya, Biochemistry
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2018
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Orta Doğu Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Biyokimya Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 141
Özet
Topoizomeraz II alfa (Topo IIα) hücre yaşamında görev alan temel enzimlerden birisidir. DNA replikasyonu ve transkripsiyonu sırasında DNA'nın topolojik kısıtlamalarının çözülmesini sağladığı için hücre döngüsü ilerleyişinde gerekli bir enzimdir. Bu rolü sebebi ile Topo IIα kemoterapide sıkça kullanılan bir hedeftir ve topoizomeraz enziminin katalitik aktivitesini değişik mekanizmalar ile farklı adımlarda etkileyebilecek küçük moleküllerin dizaynı konusunda devam eden birçok bilimsel çalışma bulunmaktadır. Bu tez kapsamında, ilk olarak beş farklı azasiyanin türevinin Topo IIα üzerindeki etkisi moleküler düzeyde in-vitro Topoizomeraz tarama kiti ile incelenmiştir. Kullanılan üç azasiyanin molekülü (Azametil, Azaetil ve Azaisobütil) benzimidazol türevi olup benzimidazol halka yapısındaki alkil zinciri uzunlukları ve dallanması bakımından birbirlerinden farklılık göstermektedirler. Diğer iki azasiyanin molekülü (Aza4 ve Aza5) ise benzotiyazol türevidir. İkinci olarak, bu tez kapsamında azasiyanin moleküllerinin farklı tip nükleik asit sekanslarına ve yapılarına olan ilgisi ve seçiciliği rekabetçi diyaliz yöntemi kullanılarak incelenmiştir. Bu çalışmanın asıl amacı azasiyanin moleküllerinin Topo IIα üzerine olabilecek muhtemel etkilerini açığa çıkartabilmek ve bu etkiler üzerine mekanistik bir açıklama ortaya koyabilmektir. Elde etiğimiz sonuçlar, incelenen bu beş azasiyanin molekülünden üçünün Topo IIα enziminin katalitik aktivitesini azalttığını göstermiştir. Ayrıntılı incelemelerde, etidyum bromür (EtBr) boyalı agaroz jellerindeki bantların yoğunluğuna bakılarak Azametil molekülünün kullanılan konsantrasyona bağlı olarak TopoIIα enziminin katalitik aktivitesine negatif olarak etki ettiği görülmüştür. Özellikle aynı konsantrasyonlarda (50.0 µM) kullanıldığında Azametil molekülünün Etoposid molekülüne göre çok daha etkili olduğu saptanmıştır. Etoposid molekülü kemoterapide kullanılan ve etkisi kanıtlanmış bir Topo IIα inhibitörüdür. Daha da önemlisi, 50.0 µM Azametil molekülünün 500.0 µM Etoposid molekülünden bile daha etkili bir şekilde Topo IIα'nın katalitik aktivitesini düşürdüğü gözlemlenmiştir. Topo IIα'nın katalitik aktivitesinin değişmesine ışık tutmak amacı ile azasiyanin moleküllerinin farklı nükleik asit sekanslarına ve yapılarına karşı olan ilgisi ve seçiciliği rekabetçi diyaliz yöntemi kullanılarak araştırılmıştır. Daha önce çalışılmamış üç azasiyanin molekülü (Azapropil, Azabütil ve Azaizopropil) de zincir uzunluğunun ve halka yapısının nükleik asitlere bağlanmadaki etkisini incelemek üzere rekabetçi diyaliz düzeneğine eklenmiştir. Sonuçlarımız azasiyanin moleküllerinin üçlü yapı sarmal yapı oluşturan poly(dA).[poly(dT)]2 nükleik asit yapısına yüksek afinite ve seçicilik ile bağlandığını göstermiştir. Daha da önemlisi bu ilgi ve seçicilik benzimidazol halka yapısındaki artan zincir uzunluğu ve zincirin dallanma özelliğine göre azalma göstermiştir. Moleküllerin poly(dA).[poly(dT)]2 üçlü DNA yapısına karşı olan ilgileri aşağıdaki sıraya göre gerçekleşmiştir. Azametil > Azaetil > Azapropil > Azabütil > Azaisobütil > Azaisopropil. Burada sunulan bulgular azasiyanin moleküllerinin muhtemel Topo IIα katalitik inhibitörü olabilme potansiyellerine ışık tutmaktadır.
Özet (Çeviri)
Topoisomerase II alpha (Topo IIα) is one of the essential enzymes in cell viability. It is required for cell cycle progression due to its role in regulating the topological constraints during DNA replication and transcription. Due to its role, Topo IIα became one of the extensively exploited targets in chemotherapy, and there is an on-going research in design of small molecules targeting topoisomerase's catalytic activity at different stages using different mechanisms. Within the scope of this thesis first, the effects of five azacyanine derivatives on Topoisomerase IIα enzyme (Topo IIα) at molecular level have been assessed by using an in-vitro Topoisomerase Drug Screening kit. Three of the azacyanines (Azamethyl, Azaethyl and Azaisobutyl) used were benzimidazole derivatives differing from each other in terms of the alkyl chain length on the benzimidazole ring and two of them were benzothiazoles (Aza4 and Aza5). Second, the affinity and selectivity of these compounds towards different nucleic acid sequences and structures have been investigated by using competition dialysis method. Our primary goal was to accentuate azacyanines as probable Topo IIα inhibitors, and provide some mechanistic explanations for their effects. Our results revealed that three of the five azacyanine molecules investigated in here decreases the catalytic activity of Topo IIα. Detailed investigation of the effect of Azamethyl on Topo IIα revealed that the effect on Topo IIα was concentration dependent, such that the higher Azamethyl concentrations led to stronger effect as determined by the intensity of the DNA bands in ethidium bromide (EtBr) stained agarose gels. Moreover, when used at the same concentrations (50.0 µM), Azamethyl showed stronger effect than Etoposide which is a well-known Topo IIα inhibitor being used in chemotherapy. Even better, the efficiency of 50.0 μM Azamethyl was higher than 500.0 μM Etoposide. To shed light onto the mechanism of Topo IIα catalytic activity change, we further investigated the affinity and selectivity of azacyanines towards different nucleic acid sequences and structures via competition dialysis. We included three more azacyanines (Azapropyl, Azabutyl and Azaisopropyl) in our competition dialysis setup to understand the effect of the chain length and branching on the benzimidazole ring in nucleic acid binding affinity and selectivity. Our results revealed that the azacyanines were highly selective towards triple helical nucleic acid structure poly(dA).[poly(dT)]2. More importantly, their affinity and selectivity towards poly(dA).[poly(dT)]2 was decreasing with the increasing linear alkyl chain length, and increasing branching. The order of affinity was Azamethyl > Azaethyl > Azapropyl > Azabutyl > Azaisobutyl > Azaisopropyl. Altogether, the findings presented in here demonstrate the potential of azacyanines to inhibit Topo IIα's catalytic activity.
Benzer Tezler
- Kolorektal karsinomlarda EZH2 ekspresyonunun klinikopatolojik veriler ve sağ kalım ile ilişkisinin değerlendirilmesi
Clinicopathological data of EZH2 expression in colorectal carcinomas and evaluation of the relationship with survival
DİREN VUSLAT ÇAĞATAY
Tıpta Uzmanlık
Türkçe
2024
PatolojiErzincan Binali Yıldırım ÜniversitesiTıbbi Patoloji Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. MECDİ GÜRHAN BALCI
- The role of the cross pathway control protein on the stress response and adaptation of Aspergillus species to antifungals
Aspergillus türü mantarların antifungal madde stresine tepki ve adaptasyonunda çapraz izyolu kontrol proteinin etkisi
NANSALMAA AMARSAIKHAN
Doktora
İngilizce
2010
BiyoteknolojiOrta Doğu Teknik ÜniversitesiBiyoteknoloji Bölümü
PROF. DR. UFUK BAKIR
PROF. DR. ZÜMRÜT BEGÜM ÖGEL
- From swampland to cosmos: A journey through swampland conjectures via supergravity and string inflation
Bataklıktan kozmosa: Süpersimetrik yerçekimi ve sicim enflasyonu yoluyla bataklık tahminlerine yolculuk
ÖMER GÜLERYÜZ
Doktora
İngilizce
2023
Fizik ve Fizik Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiFizik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MEHMET ÖZKAN
- Achıevıng synergısm ın combınatıon chemotherapy for gastrıc cancer treatment
Mide kanseri tedavisi için kombinasyon kemoterapisinde sinerjizmi başarma
ÖZEN LEYLEK
Doktora
İngilizce
2023
Moleküler TıpKoç ÜniversitesiHücresel ve Moleküler Tıp Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ GÜLNİHAL ÖZCAN
PROF. DR. SEDAT HAKAN ORER
- Makine öğrenmesi tabanlı iç ortam sıcaklık kontrolü için bir simülatör yazılımı tasarımı
Design of a simulator software for machine learning-based indoor temperature control
AYDIN BOSTANCI
Yüksek Lisans
Türkçe
2024
Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve KontrolSakarya ÜniversitesiBilgisayar ve Bilişim Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. DEVRİM AKGÜN