Ag@NP bağlı amino asitlerle modifiye edilmiş heparin türevlerinin sentezi ve farklı hücre hatlarındaki sitotoksik etkilerinin araştırılması
Synthesis of heparin derivatives modified with Ag@NP linked amino acids and investigation of their cytotoxic effects on various cell lines
Yazar: MUHAMMET TURGUT
Danışman: PROF. DR. SERDAR BURMAOĞLU
Atatürk Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Kimya Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2024
Konu: Kimya = Chemistry

Özet:
Amaç: Tez çalışması kapsamında, halihazırda antikoagulan ajan olarak kullanılan heparin molekülünün çeşitli amin ve OH grupları ihtiva eden organik bileşiklerle türevlendirilmesi, gümüş nanoparçacıklara bağlanacak ligandların sentezi ve bu türevlerin U87, A549 ve HT-29 kanser hücre hatları üzerindeki etkilerinin incelenmesi amaçlanmıştır.
Yöntem: Bu tez, sentez ve biyolojik çalışmalar olmak üzere iki ana bölümden oluşmaktadır. İlk olarak ticari bir şekilde temin edilen heparin molekülü, yine ticari bir şekilde temin edilen glisin, arginin, L-aspartik Asit, fenilalanin ve DL-alanin bileşikleri ile amitleşme reaksiyonuna tabi tutulmuştur. Bu reaksiyonlar sonucunda, söz konusu bileşikler üzerlerindeki amin grupları aracılığıyla heparin molekülünün karboksil asit gruplarına bağlanmıştır. Sonrasında AgNO3'ın sodyum borhidrür ile indirgeme reaksiyonu gerçekleştirilerek, 20-70 nanometre boyutlarında gümüş nano parçacıklarının sentezi başarılı bir şekilde gerçekleşmiştir. İkinci kısımda ilgili bileşiklerin ve gümüş nanoparçacıklara bağlı türevlerinin U87 glioblastoma, A549 akciğer ve HT-29 kolon kanser hücre hatlarında 25, 50, 100, 200 ve 400 µM'lık dozları kullanılmıştır. MTT yöntemi ile bileşiklerin hücre canlılığı üzerindeki etkileri incelenmiştir.
Bulgular: Heparin-glisin, heparin-arginin, heparin-alanin, heparin-aspartik asit, heparin-fenilalanin bileşikleri ile Heparin-glisin-Ag, heparin-arginin-Ag, heparin-alanin-Ag, heparin-aspartik asit-Ag, heparin-fenilalanin-Ag nanoparçacıları başarılı bir şekilde sentezlenip, yapı analizleri çeşitli spektroskopik yöntemler ile doğrulanmştır. 
Sentezlenen bileşiklerin etkisi, farklı dozlar kullanılarak U87, A549 ve HT-29 hücre hatları üzerinde değerlendirilmiştir. Bu çalışmada heparin DL alanin, heparin-DL alanin-Ag, heparin arginin, heparin fenil alanin ve heparin molekülleri diğer moleküllerden daha iyi sonuç vermiş ve in vitro testlerde anlamlı sonuçlar verdiği belirlenmiştir. 
Sonuç: Bu tez kapsamında 6 adet molekülün sentezi başarıyla yapılmıştır. Moleküller literatürde ilk kez bu çalışma kapsamında sentezlenmiştir ve yine ilk olarak bu tez çalışması kapsamında kanser üzerindeki olası etkileri incelenmiştir. Heparin, antitrombotik ve antimetastatik etkilerinden dolayı çeşitli kanser hücreleri üzerinde denemeleri yapılan ve kanser hastalığında etkili moleküller sınıfına girme adayıdır. Kanser üzerindeki in vitro etkileri bu tezde çalışılmıştır.

Abstract:
Purpose: The goal of the thesis study was to derivatize the heparin molecule, which is currently used as an anticoagulant agent, with organic compounds containing various amine and OH groups, synthesize ligands to bind to silver nanoparticles, and investigate the effects of these derivatives on U87, A549, and HT-29 cancer cell lines.
Method: This thesis has two primary sections: synthesis and biological studies. First, the commercially available heparin molecule was amidated with commercially available glycine, arginine, L-aspartic acid, phenylalanine, and DL-alanine. As a result of these reactions, the chemicals in issue were attached to the heparin molecule's carboxyl acid groups via their amine groups. The reduction process of AgNO3 with sodium borohydride was then carried out, resulting in the successful production of silver nanoparticles ranging in size from 20 to 70 nanometers. In the second part, the relevant compounds and derivatives attached to silver nanoparticles were employed in U87 glioblastoma, A549 lung, and HT-29 colon cancer cell lines at dosages of 25, 50, 100, 200, and 400 µM. The effects of the compounds on cell viability were investigated using the MTT method.
Results: Heparin-glycine, heparin-arginine, heparin-alanine, heparin-aspartic acid, and heparin-phenylalanine compounds with Heparin-glycine-Ag, heparin-arginine-Ag, heparin-alanine-Ag, heparin-aspartic acid-Ag, and heparin-phenylalanine-Ag nanoparticles were successfully synthesized, and their structures were confirmed using various spectroscopic methods.
The effects of the produced compounds were tested on U87, A549, and HT-29 cell lines at varying concentrations. In this study, heparin DL alanine, heparin-DL alanine-Ag, heparin arginine, heparin phenyl alanine and heparin, and molecules performed better than other molecules and were found to be significant in in vitro tests.
Conclusion: Six molecules were effectively synthesized within the confines of this thesis. Within the context of this thesis, the molecules were synthesized for the first time in the literature, and their potential impact on cancer was investigated for the first time. Heparin has been tested on a variety of cancer cells and is a potential candidate for inclusion in the class of molecules that are effective in the treatment of cancer due to its antithrombotic and antimetastatic properties. This thesis investigated its in vitro effects on cancer.