Mikrobiyal biyotransformasyon ile 4,5,6,7-tetrahidro-6-fenil-4-oksobenzofuranon türevlerinin sentezi
Synthesis of 4,5,6,7-tetrahydro-6-phenyl-4-oxobenzofuranone derivatives by microbial biotransformation
Yazar: KÜBRA AVCI
Danışman: DOÇ. DR. ZERRİN ZERENLER ÇALIŞKAN
Yıldız Teknik Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Moleküler Biyoloji ve Genetik Ana Bilim Dalı / Moleküler Biyoloji ve Genetik  Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2019
Konu: Bilim ve Teknoloji = Science and Technology
Dizin: Benzofuranlar = Benzofurans ; Biyodönüşüm = Bioconversion ; Biyotransformasyon = Biotransformation ; Mikrobiyal = Mikrobial

Özet:
Mikrobiyal Biyotransformasyon İle 4,5,6,7-Tetrahidro-6-Fenil-4-Oksobenzofuranon Türevlerinin Sentezi
Kübra AVCI
Moleküler Biyoloji ve Genetik Anabilim Dalı Yüksek Lisans Tezi
Danışman: Doç.Dr. Zerrin ZERENLER ÇALIŞKAN

Son yıllarda enantiosaf bileşiklerin üretimi ilaç endüstrisinde önemli bir çalışma alanı haline gelmiştir. Mikrobiyal biyotransformasyon da enantiyosaf bileşik eldesinde önemli bir metot olduğundan büyük önem arz etmektedir. Bu çalışmada benzofuranon türevi maddelerin mikrobiyal biyotransformasyon yolu ile enantiosaf benzofuranon türevlerine dönüştürülmesi hedeflenmiştir. Mikrobiyal biyotransformasyon basamağında Gossypium hirsutum format dehidrogenaz (GhFDH) enzimini üreten rekombinant Escherichia coli (E.coli) suşu ve E.coli DH5α suşu kullanılmıştır.

Çalışmada kullanılan benzofuranon türevi maddeler 5-fenil-1,3-siklohekzadion bileşiğinden sentezlenmiştir. Bunun için öncelikle 5-fenil-1,3-siklohekzadion başlangıç maddesinden 6,7-Dihidro-6-fenilbenzofuran-4-(5H) bileşiği sentezlenmiş, ardından 6,7-Dihidro-6-fenilbenzofuran-4-(5H) başlangıç maddesinden 4,5,6,7-tetrahidro-6- fenil-4-oksobenzofuran-5-il asetat bileşiğinin sentezi gerçekleştirilmiştir.

Mikrobiyal biyotransformasyon çalışmaları "Terrific Broth" besiyeri ortamında rekombinant GhFDH enzimi üreten E.coli DH5α suşu ile yapılmış ve biyotransformasyon deneyi sonucuna göre protein ekspresyonu indüksiyonundan 24 saat sonra eklenen 4,5,6,7-tetrahidro-6- fenil-4-oksobenzofuran-5-il asetat maddesinin reaksiyon başladıktan 50 dk ve 150 dk sonra biyotransformasyonun gerçekleştiği belirlenmiştir. GhFDH genini taşımayan ekspresyon vektörünü içeren kontrol setinde4,5,6,7-tetrahidro-6- fenil-4-oksobenzofuran-5-il asetat maddesinin dönüşümünün izlenmemesi, madde biyotransformasyonunun rekombinant GhFDH enzimini üreten bakteri tarafından katalizlendiğini ispatlamıştır. Ayrıca SDS-PAGE analizi sonucunda, eklenen maddenin, reaksiyonun sonlandırıldığı 7.ve 9.saat dahil olmak üzere, FDH ekspresyonunu baskılamadığı tespit edilmiştir. Gelecek çalışmalarda yüksek miktar ve saflıkta üretilen biyotransformasyon ürününün yapı tayininin yapılarak, ilaç öncü maddesi olarak kullanılabilme potansiyelinin araştırılması hedeflenmektedir.

Anahtar Kelimeler: GhFDH, mikrobiyal biyotransformasyon, benzofuranon.

Abstract:
Synthesis of 4,5,6,7-Tetrahydro-6-Phenyl-4-Oxobenzofuranone Derivatives by Microbial Biotransformation
Kübra AVCI
Department of Molecular Biology and Genetics Master of Science Thesis
Advisor: Assoc.Prof. Zerrin ZERENLER ÇALIŞKAN

In recent years, the production of enantiopure compounds has become an important field of study in the pharmaceutical industry. Furthermore, microbial biotransformation is also important due to is an important method in obtaining enantiopure compounds. In this study, it was aimed to convert the benzofuranone derived substances to enantiopure benzofuranone derivatives by microbial biotransformation. Recombinant Escherichia coli(E.coli) strains producing Gossypium hirsutum formate dehydrogenase (GhFDH) and E.coli DH5α strains were used in the microbial biotransformation step.

The benzofuranone derivatives used in the study were synthesized from 5-phenyl-1,3 cyclohexadione. For this purpose, 6,7-dihydro-6 phenylbenzofuran-4- (5H) was synthesized from 5 phenyl-1,3-cyclohexadione starting material. Subsequently, synthesis of 4,5,6,7-tetrahydro-6-phenyl-4-oxobenzofuran-5-yl acetate compound from the starting material 6,7-Dihydro-6 phenylbenzofuran-4- (5H) was carried out.

The microbial biotransformation step was performed with E.coli DH5α strain producing recombinant GhFDH enzyme in the medium of "Terrific Broth" and according to the results of the biotransformation test, it was determined that 4,5,6,7-tetrahydro-6-phenyl-4-oxobenzofuran-5-yl acetate added 24 hours after the induction of protein expression had biotransformation 50 and 150 minutes after the reaction started. The lack of monitoring of the conversion of 4,5,6,7-tetrahydro-6-phenyl-4-oxobenzofuran-5-yl acetate in the control set containing the expression vector that does not carry the GhFDH gene proved that the biotransformation of the substance was catalyzed by the bacteria that produced the recombinant GhFDH enzyme.Moreover, the result of SDS-PAGE analysis showed that the added substance does not terminate the reaction including the 7th and 9th hours and does not suppress FDH expression. In future studies, it is aimed to determine the structure of biotransformation products produced in high quantity and purity and to investigate its potential to be used as a drug precursor.

Keywords: GhFDH, microbial biotransformation, benzofuranone.