Suda çözünür bakır ve okso-titanyum (IV) ftalosiyanin bileşiklerinin G-quadrupleks DNA etkileşimlerinin CD spektroskopisi ve izotermal titrasyon kalorimetrisi ile araştırılması
Investigation of G-quadruplex dna interactions of water soluble copper and oxo-titanium (IV) phthalocyanine compounds by CD spectroscopy and isothermal titration calorimetry
Yazar: GAMZE ŞAHİN
Danışman: DOÇ. DR. ESRA BAĞDA
Sivas Cumhuriyet Üniversitesi / Sağlık Bilimleri Enstitüsü / Analitik Kimya Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2020
Konu: Biyoloji = Biology ; Eczacılık ve Farmakoloji = Pharmacy and Pharmacology ; Kimya = Chemistry
Dizin: Bakır = Copper ; DNA = DNA ; Ftalosiyaninler = Phthalocyanines ; Kalorimetri = Calorimetry ; Spektroskopi = Spectroscopy ; Titanyum = Titanium

Özet:
G-quadrupleksler, guanince zengin DNA dizilerinin standart olmayan bir şekilde, dört guanin nükleotidinin sekiz Hoogsten hidrojen bağı ile birbirine bağlanmasıyla oluşan dörtlü yapıların π-π istiflenmeleri sonucunda oluşmaktadır. Bu yapılar genomun telomer bölgelerinde, promotorlerde ve 5' UTR'lerde bulunurlar. 
G-quadrupleksler genom üzerinde biyolojik olarak önemli bölgelerde bulunduklarından dolayı birçok hastalığın tedavisinde ilaç hedefleri olarak yoğun bir şekilde çalışılmaktadır. G-quadrupleks DNA ile etkileşen moleküller organizmanın hücre proliferasyonunda farklılıklara neden olabilmektedir. Bundan dolayı G-quadrupleks DNA'larla etkileşimler, G-quadrupleks konformasyonlarındaki değişimlerin araştırılması, G-quadrupleks yapılarına afinite gösteren bileşiklerin sentezlenmesi önemli bilimsel çalışmalardır.
Bu çalışmada suda çözünür bakır ftalosiyanin ve titanyum ftalosiyaninlerin, farklı konformasyona sahip G-quadrupleksler ile etkileşimleri çalışılmıştır. Çalışılan deneysel şartlarda paralel konformasyondaki AS1411, hibrit konformasyondaki Tel-21 ve Tel-45 oligomerleri tercih edilmiştir. Etkileşimler UV-Gör., floresans, circular dichroism (CD) spektrofotometrik yöntemlerle araştırılmıştır. Ayrıca termodinamik parametreler izotermal titrasyon kalorimetrisi (ITC) ile belirlenmiştir. Bakır ftalosiyanin ve titanyum ftalosiyaninlerin çalışılan G-quadrupleks aptamerleri ile etkileştiği, etkileşimlerin konformasyonel değişikliklere neden olduğu, bazı durumlarda ise konformasyonlar arası geçişler olduğu gözlenmiştir. Etkileşimlerin ftalosiyanin bileşiklerinin fotodinamik terapi uygulamaları için önemli bir sorunu olan agregasyonu engellediği gözlenmiştir. Bakır ftalosiyaninlerin G-quadrupleks DNA ile etkileşimlerinin titanyum ftalosiyaninlere göre daha kuvvetli olduğu bulunmuştur. Titanyum ftalosiyaninin AS1411 ile etkileşiminin stokiyometrisinin yüksek olması ve konformasyonda değişikliğe neden olmaması bu kompleksin ilaç taşıyıcı sistem olarak kullanılabilme potansiyelini göstermektedir.

Abstract:
G-quadruplexes are formed by π-π stacking of G-tetrads, which are formed by linking four guanine nucleotides with eight Hoogsten hydrogen bonds in guanine-rich region of genome. These structures are found in the telomere regions of the genome, promoters and 5 'UTRs.
Since G-quadruplexes are located in biologically important regions on the genome, they are extensively studied as drug targets in the treatment of many diseases. Molecules interactions with G-quadruplex DNA may cause differences in cell proliferation of the organism. As a result, interactions with G-quadruplex DNAs, investigation of changes in G-quadruplex conformation, synthesis of molecules that show affinity to G-quadruplex structures are important scientific studies.
In this study, the interactions of water soluble copper phthalocyanines and titanium phthalocyanines with different conformation G-quadruplexes were studied. In the experimental conditions, AS1411 in parallel conformation, TEL 21 and TEL 45 oligomers in hybrid conformation were preferred. Interactions were investigated by UV-Vis., Fluorescence, Circular Dichroism (CD) spectrophotometric methods. In addition, thermodynamic parameters were determined by Isothermal Titration Calorimetry (ITC). It was observed that copper phthalocyanine and titanium phthalocyanines interacted with studied G-quadruplex aptamers, interactions caused conformational changes and in some cases transitions between conformations were observed. It has been observed that interactions prevent aggregation, which is an important problem of phthalocyanine compounds for photodynamic therapy applications. Interactions of copper phthalocyanines with G-quadruplex DNA were found to be stronger than titanium phthalocyanines. The interaction of titanium phthalocyanine with AS1411 has high stoichiometry and did not cause any change in conformation, which showed the potential of this complex to be used as a drug delivery system.