Μελέτη βιολογικής δραστικότητας νεοσυντιθέμενων πολυφαινολικών συμπλόκων χαλκού
Creators: name: Πέκου, Αννα Κωνσταντίνου
Publisher: name: Aristotle University of Thessaloniki
Year: 2020
Subjects: Πολυφαινόλες
Σύμπλοκα χαλκού
Βιολογική δράση
Polyphenols
Copper complexes
Biological activity

description: Οι πολυφαινόλες, ως φυτοχημικά μόρια με ποικίλες ευεργετικές ιδιότητες, όπως αντιοξειδωτικές, αντικαρκινικές, αντιφλεγμονώδεις κ.α., αποτελούν ενδιαφέρον αντικείμενο μελέτης τα τελευταία χρόνια, εξαιτίας της συμβολής τους στην πρόληψη ποικίλων παθήσεων σχετιζόμενων με το οξειδωτικό στρες. Στην παρούσα μελέτη έγινε διερεύνηση της αντιμυκητιακής δράσης των νεοσυντιθέμενων συμπλόκων κουρκουμίνηςχαλκού [Cu(C21H19O6)(C10H8N2)]2(NO3)2.3(C4H9NO) .H2O (1) και κερσετίνηςχαλκού [Cu(C15H9O7)(C10H8N2)](NO3) .2(C4H9NO) (2), της in vitro αντιοξειδωτικής τους ικανότητας και της δυνατότητάς τους να αλληλεπιδρούν με το DNA. Τέλος, μελετήθηκε η ικανότητα των συμπλόκων να δρουν ως αναστολείς των ενζύμων μεταβολισμού του DNA, και συγκεκριμένα της DNase I και της τοποϊσομεράσης τύπου ΙΙ, για την οποία έγινε προσπάθεια απομόνωσης από τον μύκητα Saccharomyces cerevisiae. Για τις μελέτες της βιολογικής δραστικότητας των συμπλόκων χρησιμοποιήθηκαν: ο μύκητας Saccharomyces cerevisiae για τον έλεγχο της αντιμυκητιακής δράσης και για την απομόνωση του ενζύμου τοποϊσομεράση ΙΙ, η μέθοδος DPPH, με σκοπό τον έλεγχο της ικανότητας των ενώσεων να δεσμεύουν ελεύθερες ρίζες (αντιοξειδωτική δραστικότητα), το πλασμιδιακό DNA [pBluescriptSK(+)] για τη μελέτη αλληλεπίδρασης με το DNA και η DNase I για τη μελέτη της ενζυμικής ανασταλτικής τους δράσης. Τα δύο σύμπλοκα παρουσίασαν μεγαλύτερη ικανότητα δέσμευσης των ριζών DPPH από τα επιμέρους συστατικά τους, με το σύμπλοκο 2 να εμφανίζει καλύτερη αντιοξειδωτική δράση από το σύμπλοκο 1. Αντιθέτως, το σύμπλοκο 1 έδειξε σημαντική αλληλεπίδραση με το DNA, οδηγώντας σε αποδόμησή του σε αυξανόμενες συγκεντρώσεις του συμπλόκου. Tο σύμπλοκο 2 εμφάνισε μέτρια απόδοση στις υψηλότερες συγκεντρώσεις, προκαλώντας κυρίως, μονόκλωνες θραύσεις στο DNA. Αναφορικά με τα συστατικά των συμπλόκων, κανένα δεν είχε επίδραση στο DNA, εκτός από τον χαλκό που προκάλεσε μικρή καθυστέρηση στην μετακίνηση των ζωνών κατά την ηλεκτροφόρηση. Αξιοσημείωτη ήταν επίσης, η επίδραση των συμπλόκων, και κυρίως του συμπλόκου 1, στη δράση της DNase I σε σύγκριση με τα επιμέρους συστατικά των συμπλόκων, τα οποία δεν παρουσίασαν ανασταλτική δράση. Επιπλέον, η αντιμυκητιακή δράση των συμπλόκων δεν ήταν σημαντική, δηλώνοντας την πιθανή απουσία κυτταροτοξικότητας. Τέλος, τα στάδια καθαρισμού της DNA τοποϊσομεράσης ΙΙ που εφαρμόστηκαν δεν οδήγησαν σε απόλυτη ομοιογένεια του ενζύμου. Μελετήθηκε, ωστόσο, η επίδραση των συμπλόκων στο απομονωμένο ένζυμο μεταβολισμού του DNA, με το σύμπλοκο 1 να εμφανίζει ανασταλτική δράση στις υψηλότερες υπό εξέταση συγκεντρώσεις, ενώ το σύμπλοκο 2 μικρή αναστολή στη μέγιστη συγκέντρωση. Περαιτέρω μελέτες είναι σημαντικό να διεξαχθούν μελλοντικά, εστιάζοντας στο μηχανισμό δράσης και στη σχέση δομήςδράσης των συμπλόκων
description: Polyphenols, as phytochemicals with various beneficial properties, such as antioxidant, anti-cancer, anti-inflammatory, etc., have gained interest in recent years due to their contribution to the prevention of various oxidative stress-related diseases. In the present study, the antifungal activity of the newly synthesized complexes, curcumincopper [Cu(C21H19O6)(C10H8N2)]2(NO3)2.3(C4H9NO).H2O (1) and quercetin –copper [Cu(C15H9O7)(C10H8N2)](NO3).2(C4H9NO) (2), was investigated, as well as their in vitro antioxidant capacity and their ability to interact with DNA. Finally, the ability of the complexes to act as inhibitors of DNA metabolism enzymes was also studied, in particular against DNase I and topoisomerase type II, for which purification from Baker's yeast Saccharomyces cerevisiae was attempted. For the biological studies: Saccharomyces cerevisiae was used for antifungal estimation and topoisomerase II enzyme purification, the DPPH method was applied to assess complexes’ capacity to scavenge free radicals (antioxidant activity), plasmid DNA [pBluescript SK (+)], was used for in vitro DNA interactions and DNase I, for enzymatic inhibitory activity evaluation. The two complexes showed greater DPPH scavenging activity than their parent polyphenols, with complex 2 demonstrating better antioxidant activity than complex 1. However, complex 1 showed significant binding affinity with DNA, leading to its degradation at higher concentrations. Complex 2 displayed moderate activity at higher concentrations, mainly causing single- strand DNA cleavage. Concerning the complexes’ components, none of them had an effect on DNA, except copper (II), which caused a slight delay on its mobility during electrophoresis. The effect of the complexes, and in particular of complex 1, on the activity of DNase I was also noteworthy, compared to their control components, which did not show any inhibitory activity. Furthermore, the antifungal activity of the complexes was not significant, implying, perhaps, their non-toxic effect on cells. Finally, the steps of DNA topoisomerase II purification applied did not result in complete enzyme homogeneity. Therefore, the effect of the complexes was studied on the purified DNA metabolism enzyme, where complex 1 caused enzymatic inhibition at higher tested concentrations, whereas inhibitory activity of complex 2 was lightly observed only at the highest concentration. Further studies need to be conducted in the future, focusing on complexes’ mechanism of action and structurefunction relationships