Analytical determination of N-acetylneuraminic acid and serotonin using various techniques and computational insights into their selective interaction
N-asetilnöraminik asit ve serotoninin çeşitli yöntemler kullanılarak analitik belirlenmesi ve seçici ilişkilerine hesaplamalı bakış açısı
- Tez No: 987389
- Danışmanlar: PROF. DR. MÜRVET VOLKAN, DR. ÖĞR. ÜYESİ EROL YILDIRIM
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Kimya, Chemistry
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2025
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Orta Doğu Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Kimya Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Sialik asitler, hücresel iletişimde kritik roller oynayan, çoğunlukla N-asetilnöraminik asit (Neu5Ac) ile temsil edilen, çeşitli bir nöraminik asit ailesidir. Sialik asitler, spesifik bağlanma bölgeleri oluşturarak birçok biyomolekül için tanıma özelliği sergilemektedir. Bunun en önemli örneklerinden biri çeşitli yerlerde üretilen bir nörotransmitter ve hormon olan serotonindir (5-HT). Glikozitler üzerindeki serotonin tanıyan grup, oldukça seçici ve etkileşimi kovalent olmayan Neu5Ac'dir. Bu çalışmada, Neu5Ac'nin kantitatif analizi için serotonin fonksiyonlu altın nanoparçacıklar (Ser-AuNPs) kullanılarak kolorimetrik bir tayin yöntemi geliştirilmiştir. Önerilen yöntem, 10 - 96 µM aralığında düşük bir dinamik aralık, 3,6 µM tayin sınırı ve %103,5 ile 106,9 arasında değişen başarılı geri kazanım oranları ile yüksek seçicilik göstermektedir. Ayrıca, serotonin ve Neu5Ac'nin seçici etkileşiminden yararlanarak, Yüzeyde Geliştirilmiş Raman Saçılımı (SERS) spektrometrisi temelinde serotonin için 4,85 nM tayin sınırına, %89 ve %103,6 geri kazanıma sahip dinamik aralığı 0,01-0,1 µM olan oldukça hassas bir yöntem oluşturulmuştur. Neu5Ac ve serotonin arasındaki bu seçici etkileşimin altında yatan mekanizmayı açıklığa kavuşturmak için teorik hesaplamalı çalışmalar yapılmış ve potansiyel olarak etkileşime girebilecek moleküllerin (serotonin için dopamin ve L-triptofan, Neu5Ac için ise fruktoz ve mannoz) bağlanma özellikleri incelenmiştir. Moleküller arasındaki en düşük enerjili çift yönlü etkileşimi belirlemek amacıyla çeşitli başlangıç yapılarından yola çıkarak Yoğunluk Fonksiyonel Teorisi (DFT) hesaplamaları gerçekleştirilmiştir. Bu çalışma, sialik asitler ve serotonin arasındaki etkileşimlerin analitik yöntemlerle incelenmesinin yanı sıra, biyolojik sistemler üzerindeki potansiyel etkilerini de vurgulamaktadır.
Özet (Çeviri)
Sialic acids are a diverse family of neuraminic acid, most commonly represented by N-acetylneuraminic acid (Neu5Ac), that play critical roles in cellular communication. Sialic acids have recognition for many biomolecules by forming specific binding sites, and one of the most important biological entities is serotonin (5-HT), which is a neurotransmitter and hormone produced in several locations. The serotonin recognizing group on glycosides is Neu5Ac, whose highly selective interaction is noncovalent. In this study, a colorimetric method for the quantitative determination of Neu5Ac using serotonin-functionalized gold nanoparticles (Ser-AuNPs) was developed. The proposed method exhibits high selectivity with a low dynamic range, 10 - 96 µM, and a detection limit of 3.6 µM with promising recovery ranging between 103.5 and 106.9 %. Moreover, a highly sensitive method having a detection limit of 4.85 nM, linear response in the range of 0.01–0.1 µM with 89.1% and 103.6 % recoveries was established for serotonin based on Surface-Enhanced Raman Scattering (SERS) spectrometry, utilizing the selective interaction of serotonin and Neu5Ac. To clarify the underlying mechanism of this selective interaction between Neu5Ac and serotonin, theoretical computational studies have been conducted, and the binding properties of potentially interfering molecules, dopamine and L-tryptophan for serotonin, and fructose and mannose for Neu5Ac, were examined. Density Functional Theory (DFT) calculations were performed based on various initial configurations to identify the lowest-energy pairwise interactions between molecules. This study not only investigates the interactions between sialic acids and serotonin through analytical methods but also highlights their potential effects on biological systems.
Benzer Tezler
- Co/2Fe MOF yapısının oksidaz mimik özelliği kullanılarak amperometrik sialik asit biyosensörlerinin geliştirilmesi
Development of amperometric sialic acid biosensors using the oxidase mimic properties of the Co/2Fe MOF structure
OKAN AVCI
- Development of analytical strategies for accurate and precise determination of endocrine disruptive chemicals in biological and environmental matrices
Biyolojik ve çevre örneklerinde bulunan endokrin bozucu kimyasalların yüksek doğruluk ve duyarlılıkta tayinlerine yönelik analitik stratejilerin geliştirilmesi
SEZİN ERARPAT
Yüksek Lisans
İngilizce
2019
KimyaYıldız Teknik ÜniversitesiKimya Ana Bilim Dalı
PROF. DR. SEZGİN BAKIRDERE
- N-benzoil-N-fenilhidroksilamin kullanarak katı faz ekstraksiyonu ile Cu(II) ve Fe(III) iyonlarının FAAS ile tayini
Determination of Cu(II) and Fe(III) ions by FAAS using solid phase extraction with N-benzoyl-N-phenylhydroxylamine
AYSEL LİVKEBABCI
- Çok duvarlı karbon nanotüp pasta elektrot kullanılarak kare dalga sıyırma voltametrisi ile 4-siklopropil-6-metil-N-fenilpirimidin-2-amin (siprodinil) fungisitinin tayini
Determination of 4–cyclopropyl–6–methyl–N–phenylpyrimidin–2–amine (cyprodinil) fungicide with square wave stripping voltammetry by using nanostructured multi walled carbon nanotube paste electrode
EZGİ ADAK AYHAN
- Farklı analitik teknikler kullanılarak organik ve inorganik analitlerin eser düzeyde tayinleri
Determination of organic and inorganic analytes at traces level different analytical tecniques
BURCU YAMAN
Yüksek Lisans
Türkçe
2021
KimyaÇanakkale Onsekiz Mart ÜniversitesiKimya Ana Bilim Dalı
PROF. DR. YUSUF DİLGİN
PROF. DR. SEZGİN BAKIRDERE