Geri Dön

Nükleik asit esaslı biyosensörler üzerinde oksidatif hasar ve antioksidatif korunumun ölçümü

Measurement of oxidative damage and antioxidative protection on nucleic acid-based biosensors

PDF İndir

  1. Tez No: 967803
  2. Yazar: ÖZGE KARAKAŞ
  3. Danışmanlar: PROF. DR. SEMA DEMİRCİ ÇEKİÇ
  4. Tez Türü: Doktora
  5. Konular: Kimya, Chemistry
  6. Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
  7. Yıl: 2025
  8. Dil: Türkçe
  9. Üniversite: İstanbul Üniversitesi-Cerrahpaşa
  10. Enstitü: Lisansüstü Eğitim Enstitüsü
  11. Ana Bilim Dalı: Kimya Ana Bilim Dalı
  12. Bilim Dalı: Analitik Kimya Bilim Dalı
  13. Sayfa Sayısı: 92

Özet

Oksijenli solunum yapan bir canlı olarak insan vücudunda reaktif oksijen türlerinin (ROS) oluşması kaçınılmazdır. Bu türler arasında reaktivitesi en yüksek olan ve DNA, lipit, proteinler gibi biyomakromolekülleri seçimli olmaksızın oksidatif hasara uğratan tür hidroksil radikalidir(•OH). ROS, enzimatik olan ya da besinler yoluyla vücuda alınan antioksidanlar tarafından dengelendiği sürece zararlı değildir. Ancak bu dengenin oksidanlar lehine bozulması çeşitli nörodejeneratif hasarlara neden olur. Bu etkilerin gerçel problar üzerinden in-vitro olarak incelenmesi sağlık açısından çok yararlı bilgiler edinilmesini sağlamaktadır. Yapılan tez çalışmasında DNA bazlarının üzerinde Fenton yöntemiyle (Fe(II)-EDTA/H2O2) elde edilen •OH tarafından gerçekleştirilen oksidatif hasar incelenmiştir. Bu amaçla guanin, adenin, sitozin ve timin üzerinde oluşturulan oksidatif hasar, kolorimetrik (CUPRAC, ABTS), kromatografik (HPLC, GC-MS/MS) ve elektroanalitik (Diferansiyel puls voltametrisi) yöntemleri kullanılarak belirlenmeye çalışılmıştır. Oksidatif hasarın belirlenmesinin ardından, belirli antioksidanların (gallik asit, askorbik asit, glutatyon ve N-asetil sistein) oksidatif hasar üzerindeki koruyucu etkileri araştırılmıştır. GC-MS/MS dışındaki tüm teknikler ile oksidatif hasar sonucunda açığa çıkan türlerin neler olduğu incelenmeksizin toplam hasar ürünlerinin belirlenmesine çalışılmıştır. Literatürde de belirtildiği üzere neredeyse onlarca farklı tür oksidatif hasar ürününün bulunmasının yanı sıra bu türlerin çoğu son derece kararsızdır. Bir diğer sakınca da bazı türlerin kolaylıkla birbirine dönüşmesidir. Tüm bunlar göz önüne alındığında tek bir ürün üzerinden hasarı takip etmenin çok da gerçekçi olamayacağı anlaşılmaktadır. Tez çalışması kapsamında spektroskopik yöntemler ve HPLC kullanılarak toplam hasar ürünlerinin belirlenmiştir. Olası hasar ürünlerinin ayrı ayrı belirlenmesi için ise GC-MS/MS yönteminden yararlanılmıştır. Bu yöntem yalnızca bir tür üzerinden değil pek çok kararlı hasar ürününün aynı anda belirlenmesine olanak sağlamaktadır. Kolorimetrik CUPRAC yöntemi için, dört DNA bazından farklı konsantrasyonlar alınmış ve bunlar Fenton yoluyla oksidatif hasara uğratılmıştır. Bazların kendisi CUPRAC reaktif değilken hasar ürünleri CUPRAC reaksiyonu vermiştir. DNA bazının artan konsantrasyonu ile CUPRAC absorbansı arasında doğru orantı olduğu belirlenmiştir. ABTS yönteminde ise açığa çıkan oksidatif hasar ürünlerinin renksiz ABTS reaktifinden yeşil renkli katyonik radikal açığa çıkmıştır. Burada yine bazın artan konsantrasyonları ile renk şiddetinin doğru orantılı olduğu belirlenmiştir. Kolorimetrik yöntemler ayrıca dört farklı antioksidan varlığında tekrarlanmış her iki yöntem ile en etkin korumayı sağlayan antioksidanın gallik asit olduğu saptanmıştır. HPLC yönteminde ise her bir bazın farklı konsantrasyonları için Fenton oksidasyonu öncesi ve sonrası olmak üzere ikişer enjeksiyon yapılmıştır. Ardından iki enjeksiyon için elde edilen pik alanları arasındaki fark, artan baz konsantrasyonlarına karşı grafiğe geçirilmiştir. Burada da doğrusal bir ilişki olduğu görülmüştür. GC-MS/MS ile yapılan denemelerde, guanin ve adenin için konsantrasyonu en yüksek çıkan hasar ürünü Alloksan olup, Sitozin 5-hidtoksi sitozin, timin için 5-hidroksi-5-metil-hidantoin en fazla çıkan hasar ürünleri olarak belirlenmiştir. Bu sonuçlar yine literatür bilgisiyle uyumludur. Voltametrik yöntemde ise daha elektroaktif türler olan guanin ve adenin hasarları bu bazların düşük konsantrasyonlarında bile tespit edilebilmiştir. Ancak pirimidin bazlarından timin çok yüksek konsantrasyonlarda reaktivite gösterirken, sitozin için voltamatogramda pik görülememiştir.

Özet (Çeviri)

As an oxygen-breathing organism, the formation of reactive oxygen species (ROS) is inevitable in the human body. Among these species, the most reactive is the hydroxyl radical (•OH), which causes non-selective oxidative damage to biomacromolecules such as DNA, lipids, and proteins. ROS are not harmful as long as they are balanced by antioxidants, either enzymatic or dietary. However, a disruption of this balance in favor of oxidants can lead to various neurodegenerative damages. In vitro investigation of these effects using realistic probes provides valuable information for health. In this thesis, oxidative damage induced by •OH, obtained by the Fenton method (Fe(II)-EDTA/H2O2), on DNA bases was investigated. For this purpose, oxidative damage induced on guanine, adenine, cytosine, and thymine was determined using colorimetric (CUPRAC, ABTS), chromatographic (HPLC, GC-MS/MS), and electroanalytical (differential pulse voltammetry) methods. Following the determination of oxidative damage, the protective effects of specific antioxidants (gallic acid, ascorbic acid, glutathione, and N-acetyl cysteine) on oxidative damage were investigated. All techniques except GC-MS/MS attempted to determine the total damage products without examining the species released as a result of oxidative damage. As stated in the literature, in addition to the existence of nearly dozens of different types of oxidative damage products, most of these species are extremely unstable. Another drawback is that some species easily interconvert. Considering all these factors, it is understood that monitoring damage based on a single product is unrealistic. In this thesis, total damage products were determined using spectroscopic methods and HPLC. The GC-MS/MS method was used to separately identify potential damage products. This method allows for the simultaneous determination of many stable damage products, not just one type. For the colorimetric CUPRAC method, different concentrations of four DNA bases were taken and subjected to oxidative damage via the Fenton reaction. While the bases themselves were not CUPRAC reactive, the damage products exhibited a CUPRAC reaction. A direct proportionality was determined between the increasing concentration of the DNA base and the CUPRAC absorbance. In the ABTS method, the oxidative damage products released turn colorless ABTS reagent to a green cationic radical. Again, increasing base concentrations and color intensity were found to be directly proportional. Colorimetric methods were also repeated in the presence of four different antioxidants, and both methods determined that gallic acid provided the most effective protection. In the HPLC method, two injections were made for different concentrations of each base, one before and one after the Fenton oxidation. The difference between the peak areas obtained for the two injections was then plotted against increasing base concentrations. A linear relationship was also observed here. In experiments conducted with GC-MS/MS, the highest concentration of the damage product for guanine and adenine was alloxan, while the highest concentration for cytosine was 5-hydroxy-cytosine, and for thymine, 5-hydroxy-5-methyl-hydantoin. These results are also consistent with the literature. With the voltammetric method, damage to guanine and adenine, the more electroactive species, was detected even at low concentrations of these bases. However, while thymine, a pyrimidine base, showed reactivity at very high concentrations, no peak was observed in the voltamatogram for cytosine.

Benzer Tezler

  1. Tez No

    467304

    Carbon fiber based DNA biosensor design

    Karbon fiber esaslı DNA biyosensör tasarımı

    ERKAN DOĞRU

    Doktora

    İngilizce

    İngilizce

    2017

    Biyoteknolojiİstanbul Teknik Üniversitesi

    Çevre Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. OSMAN ATİLLA ARIKAN

    PROF. DR. ELİF ERHAN

  2. Tez No

    271550

    Dalga kılavuzu esaslı dna biyosensörlerinde kullanılacak olan DNA problarının immobilizasyonu ve dalga kılavuzu özelliği taşıyan ince filmlerin üretimi

    Fabrication of the thin films, having waveguide properties and probe DNA immobilization onto that films to be used in waveguide based dna biosensors

    SİNAN MERT ÖLMEZCAN

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2010

    BiyomühendislikGebze Yüksek Teknoloji Enstitüsü

    Malzeme Bilimi ve Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. AHMET YAVUZ ORAL

  3. Tez No

    457171

    In vivo applications of liposomal vaccines encapsulating single or dual pathogen-associated molecular patterns

    Tek veya ikili patojen ilişkili moleküler kalıplarla yüklü lipozomal aşıların in vivo uygulamaları

    BANU BAYYURT KOCABAŞ

    Doktora

    İngilizce

    İngilizce

    2017

    Biyolojiİhsan Doğramacı Bilkent Üniversitesi

    Moleküler Biyoloji Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. İHSAN GÜRSEL

  4. Tez No

    96795

    Nükleolitik senzim dizaynı ve nükleik asitlerle etkileşiminin incelenmesi

    Design of nucleolytic synzymes and their interactions with nucleic acids

    NAGİHAN SAĞLAM

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2000

    KimyaKaradeniz Teknik Üniversitesi

    Kimya Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. SAADETTİN GÜNER

  5. Tez No

    398958

    DNA hibridizasyonu tayinine yönelik voltametrik ve empedimetrik esaslı sensörlerin geliştirilmesi

    Development of voltammetric and impedimetric sensors for detection of dna hybridization

    FEHMİ MEŞE

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2014

    Bilim ve TeknolojiEge Üniversitesi

    Analitik Kimya Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. KADRİYE ARZUM ERDEM GÜRSAN

Geri Dön