Bortezomib bileşiğinin DNA topoizomeraz enzimleri ile biyomoleküler etkileşimlerinin tanımlanması
Identification of biomolecular interactions between bortezomib compound and DNA topoisomerase enzymes
Yazar: PAKİZE CANTÜRK
Danışman: PROF. DR. ZEKİ TOPÇU
Ege Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Biyoteknoloji Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2012
Konu: Biyoloji = Biology ; Biyoteknoloji = Biotechnology ; Eczacılık ve Farmakoloji = Pharmacy and Pharmacology
Dizin: DNA = DNA ; Neoplazmlar = Neoplasms ; Topoizomeraz = Topoisomerase

Özet:
DNA topoizomerazlar, DNA yapısında konformasyonel değişiklikleri düzenleyerek önemli hücresel faaliyetlerin gerçekleşmesini sağlayan enzimlerdir ve çok sayıda anti-kanser ilacın hücre içi hedefi olarak karakterize edilmişlerdir. Topoizomeraz hedefleyen bileşiklerin biyolojik önemleri hakkında güvenilir sonuçların alınabilmesi için DNA-enzim kompleksi ile etkileşimleri ile ilgili kapsamlı analizlere ihtiyaç duyulmaktadır. Bu çalışmada bazı kanser türlerinin tedavisinde etkili olan Bortezomib bileşiğinin topoizomeraz enzimleri ile etkileşimleri araştırılmıştır. Hipotezimize temel olan yaklaşım rapor edilen hücre kültürü çalışmalarında Bortezomib ile gözlenen etkilerin hücre proliferasyonunda önemli rolleri ile tanınan DNA topoizomeraz enzimleri aracılığı ile gerçekleşiyor olabileceğidir. Bileşiğin topoizomeraz enzimleri ile etkileşimi insan tip I ve tip II topoizomeraz enzimleri kullanılarak sırasıyla süpersarmal relaksasyon ve dekatenasyon reaksiyonları ile incelenmiştir. Çalışmamızda topoizomerazların Bortezomib varlığında substrat-ürün dönüşümü profilleri bileşiğin DNA kırıkları oluşturma potansiyelinin incelenmesi ile zenginleştirilmiştir. Testlerimizin son aşaması ise S. cerevisiae hücreleri ile yapılan hassasiyet ve spot testlerini kapsamış, elde edilen sonuçlar etkilerini topoizomeraz reaksiyonlarını hedefleyerek gösterdikleri bilinen yapılarla karşılaştırılmıştır.

Abstract:
DNA topoisomerases regulate conformational changes in DNA topology during cellular processes and have been characterized as the cellular targets of a number of anti-cancer drugs. Reliable results about the biological importance of topoisomerase targeting drugs require comprehensive analyses of the interactions between DNA-enzyme complexes and topoisomerase targeting drugs. In this study, interactions between topoisomerase and Bortezomib, a clinically significant compound with reported anti-proliferative efects in some types of cancer cells was investigated. The rationale of our approach is based on the results obtained with Bortezomib could be mediated via topoisomerase reactions as these enzymes have important roles in cell proliferation. The interaction of the compound with human type I and type II topoisomerases were investigated using supercoil relaxation and mini-circle decatenation reactions, respectively. Both reaction types have been intensively employed in literature. The substrate to product conversion profiles of the enzymes in the presence of Bortezomib were enriched with the investigation of the potential of the compound to generate strand breaks. Finally, our study was extended to cover yeast sensitivity and spot tests, the results were compared to the compounds known to exert their effects through topoisomerase enzymes.