3-Metoksi katekol ile boronik asit türevlerinden elde edilen yeni bor içerikli bileşiklerin in vitro antioksidan, antikolinesteraz, antiüreaz, antitirozinaz ve sitotoksik etkinliklerinin araştırılması
Investigation of in vitro antioxidant, anticholinesterase, antiurease, antithyrosinase and cytotoxic activities of novel boron containing compounds obtained from 3-methoxy catechol and boronic acid derivatives
Yazar: HAMDİ TEMEL
Danışman: PROF. DR. EMİNE BAYDAN
Ankara Üniversitesi / Sağlık Bilimleri Enstitüsü / Farmakoloji ve Toksikoloji (Veterinerlik) Ana Bilim Dalı / Farmakoloji Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2020
Konu: Veteriner Hekimliği = Veterinary Medicine
Dizin: Antioksidanlar = Antioxidants ; Antitirozinaz = Antityrosinase ; Asetilkolinesteraz = Acetylcholinesterase ; Benzenboronik asitler = Boronic acids ; Bor = Boron ; Bor bileşikleri = Boron compounds ; Boronik asit = Boronic acid ; Katekoller = Catechols ; Metoksi = Methoxy ; Üreaz = Urease

Özet:
Son yıllarda yapılan çalışmalarda, antioksidan, antimikrobiyal, antikanser ve antiviral özelliklere sahip bor içerikli bileşiklerin insan ve hayvan sağlığı üzerinde birçok olumlu etkilerin olduğu tespit edilmiştir. Dünya'da ve Türkiye'de bor içeren bileşiklerle ilgili antioksidan ve antikanser çalışmaları yapılmış olmasına rağmen,3-metoksi katekol ile boronik asit türevlerinin oluşturduğu bileşiklerin antioksidan, antikanser ve diğer aktivitelerinin araştırılma sayısı oldukça azdır.
Bu tez çalışmasında, 3-metoksi katekol bileşiği ile çeşitli boronik asitler etkileştirilerek yeni bor türevli bileşikler sentezlenmiştir. 3-metoksi katekolün, 7 çeşit boronik asit türevleriyle (fenilboronik asit, 1,4-fenil diboronik asit, 4-metoksi fenilboronik asit,  6-metoksi-2-naftalen boronik asit, 3-formil fenilboronik asit, 3-formil-4- metoksi fenilboronik ve 4-sülfamoyil benzenboronik asit)  8 yeni bor bileşikleri sentezlendi ve elde edilen  bileşiklerin yapıları 1H, 13C NMR, LC-MS-IT-TOF, UV-Vis., FTIR gibi cihazlar kullanılarak aydınlatıldı.
Sentezlenen yeni 3-metoksi katekollü boronik asit türevli bileşiklerin antioksidan etkileri, DPPH serbest radikal süpürücü aktivitesi, ABTS katyon radikali giderim aktivitesi ve (CUPRAC) bakır indirgeme kapasitesi yöntemleri ile belinlendi. Antikolinesteraz etkileri ise asetilkolinesteraz ve bütirilkolinesteraz yöntemleri ile tayin edildi. Ayrıca antiüreaz ve antitirozinaz enzim aktivite çalışmalarıda yapıldı. Sitotoksik etkileri ise sentezlenen bileşiklerin sağlıklı, meme ve kolon kanseri hücre serileri üzerine etkileri MTT yöntemi ile belirlendi.
Sentezlenen yeni bileşiklerin antioksidan aktiviteleri genel olarak yüksek çıktı. Özellikle sentezlenen bileşiklerin 10 µg/mL konsantrasyon düzeyleri için, elde edilen ortalama değerin α-TOC ve BHT referans değerlerinden istatistiksel olarak p<0.05 düzeyinde antioksidan aktivitelerinin yüksek olduğu tespit edildi. Ayrıca, tüm antioksidan aktivitelerinin (IC50) verileri için, sentezlenen bileşiklerden elde edilen değerler, α-TOC ve BHT referans değerleri ile ayrı ayrı karşılaştırıldı. Elde edilen ortalama değerin α-TOC ve BHT referans değerinden istatistiksel olarak p<0.05 düzeyinde daha aktif oldukları görüldü. KB serisinin tamamının asetilkolinesteraz enzim inhibisyonun düzeyi için, elde edilen ortalama değerin galantamin referans değerinden istatistiksel olarak p<0.05 düzeyinde yüksek olduğu tespit edildi. BChE (% inhibisyon) düzeyi için ise, elde edilen ortalama değerin galantamin referans değerinden istatistiksel olarak p<0.05 düzeyinde farklılaşmamaktadır. KB1'in en iyi antioksidan, antiüreaz ve antitirozinaz aktivitesinin diğer bileşiklerden ve standartlardan daha iyi olduğu bulundu. 
Sentezlenen bileşiklerin üreaz ve tirozinaz enzim inhibisyon aktivitelerine bakıldığı zaman; üreaz düzeyi için, elde edilen değerler tiyoüre  referans değerinden istatistiksel olarak p<0.05 düzeyinde düşük olduğu tespit edildi. Tirozinaz düzeyi için, elde edilen değerler kojik asit referans değerlerinden istatistiksel olarak p<0.05 düzeyinde düşük olduğu bulundu.

Sentezlenen ve yapıları karekterize edilen bileşiklerinin (KB2, KB3, KB4, KB5, KB6 ve KB7)  sağlıklı hücre serisi (PDF) üzerinde toksik etkisinin olmadığı görüldü.  Kanserli MCF-7 (meme karsinoma) ve HT-29 (kolon karsinoma) üzerinde sitotoksik etki göstermediği tespit edildi.

Abstract:
In recent studies, it has been found that boron compounds having antioxidant, antimicrobial, anticancer and antiviral properties have many positive effects on human and animal health. Although made with antioxidant and anticancer activities related compounds containing boron in the world and Turkey, the number of investigations of the antioxidant, anticancer and other activities of the compounds formed by 3-methoxy catechol and boronic acid derivatives is very low.

In this thesis, new boron-derived compounds were synthesized by interacting with 3-methoxy catechol compound and various boronic acids (phenylboronic acid, 1,4-phenyl diboronic acid, 4-methoxy phenylboronic acid, 6-methoxy-2-naphthalene boronic acid, 3-formyl phenylboronic acid, 3-formyl-4-methoxy phenylboronic acid and 4-sulfamoylbenzenboronic acid).  8 new boron compounds were synthesized with 7 kinds of boronic acid derivatives of 3-methoxy catechol and the structures of the compounds obtained were illuminated using devices such as 1H, 13C NMR, LC-MS-IT-TOF, UV-Vis.

The antioxidant effects of the newly synthesized 3-methoxy catechol boronic acid derivative compounds, DPPH free radical scavenging activity, ABTS cation radical removal activity and (CUPRAC) copper reduction capacity methods. Anticholinesterase effects were determined by acetylcholinesterase and butyrylcholinesterase methods. In addition, antiurease and antithyrosinase enzyme activity studies were performed. Cytotoxic effects of the synthesized compounds on healthy, breast and colon cancer cell lines were determined by MTT method.

The antioxidant activities of the newly synthesized compounds were generally high. Especially for 10 µg / mL concentration levels of the synthesized compounds, it was observed that the average value obtained was statistically higher than the α-TOC and BHT reference values at the level of p <0.05. In addition, for the data of all antioxidant activities (IC50), the values obtained from the synthesized compounds were compared separately with the α-TOC and BHT reference values. The mean value obtained was statistically more active than α-TOC and BHT reference values at p <0.05 level.

For the level of acetylcholinesterase enzyme inhibition of the whole KB series, it was determined that the average value obtained was statistically higher than the galantamine reference value at p <0.05.  For BChE (% inhibition) level, the mean value obtained does not differ statistically from the galantamine reference value at p <0.05 level.  In particular, it was found that the best antioxidant, antiurease and antithyrosinase activity of KB1 is better than other compounds and standards.

When the urease and tyrosinase enzyme inhibition activities of the synthesized compounds are examined; For urease level, the obtained values were found to be statistically lower than the thiourea reference value at p <0.05. For the tyrosinase level, the values obtained were found to be statistically lower than the Kojic Acid reference values at p <0.05.

Compounds synthesized and characterized (KB2, KB3, KB4, KB5, KB6 and KB7) were found to have no toxic effects on healthy cell lines (PDF). It was found that it had no cytotoxic effect on cancer MCF-7 (breast carcinoma) and HT-29 (colon carcinoma).