Raphanus sativus ekstraktının in-vitro ve in-siliko yöntemlerle anti-diyabetik aktivitesinin araştırılması
Investigation of the anti-diabetic activity of Raphanus sativus extract by in-vitro and in-silico methods
Yazar: RUKİYE HASRET ŞAHİN
Danışman: PROF. DR. EMİNE YALÇIN
Giresun Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Biyoloji Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2024
Konu: Biyoloji = Biology

Özet:
Bu çalışmada Türkiye'de özellikle Giresun'da gıda olarak tüketilen Raphanus sativus L. yapraklarının fitokimyasal analizi ve anti-diyabetik aktivitesi araştırılmıştır.  Bulancak (Giresun) bölgesinden toplanan R. sativus yaprakları farklı çözgenlerle maserasyon yoluyla ekstrakte edilmiş, LC-MS/MS ile fenolik bileşenleri tespit edilmiş, in-vitro ve in-siliko anti-diyabetik aktivitesi araştırılmıştır. Anti-diyabetik aktivite in-vitro olarak α-amilaz ve α-glukozidaz enzim inhibisyonları ölçülerek belirlenmiş ve in-siliko moleküler doking ile sonuçlar desteklenmiştir. LC-MS/MS analizinde 20 standart madde araştırılmış ve 12'sinin varlığı tespit edilmiştir. R. sativus'da bitkisel ürünlerde yaygın olarak bulunan fenolik bileşiklerden gallik asit, kateşin, epikateşin, rezveratrol ve flavone gibi aktif bileşiklere dair herhangi bir belirgin iz saptanmamıştır. Test edilen standartlar arasından protekatekuik asit, protekatekuik aldehit, kafeik asit, vannilin, syringic asit, syringic aldehit, p-kumarik asit, salisilik asit, 4-OH benzoik asit, rozmarinik asit, rutin ve kuersetin varlığı saptanmıştır. R. sativus ekstraktlarının α-amilaz enzimi için IC50 değeri 31,56-51,15 µg/mL aralığında tespit edilmiştir. Ligand olarak seçilen kafeik asit, kumarik asit ve rosmarinik asit farklı aminoasitler üzerinden α-amilaz ile etkileşmektedir. Bu etkileşimler hidrojen bağı, pi-lone pair ve pi-alkly bağları ile gerçekleşmiştir. α-glukozidaz için IC50 değeri 28,4-49,65 µg/mL aralığında belirlenmiştir. α-glukozidaza karşı en etkili inhibe edici aktivite hekzan ekstraktı ile elde edilmiştir.  Kafeik asit, kumarik asit ve rosmarinik asitin α-glukozidaz ile etkileşiminde hesaplanan inhibisyon sabitleri sırasıyla 109,09 µM, 52,14 µM ve 2,85 µM olarak bulunmuştur. Bu etkileşimler enzim yapısında, aktif merkezinde ve modifikasyon bölgelerinde değişimlere neden olarak enzim aktivitesini etkilemektedir. Enzim yapısındaki değişim fonksiyona yansımakta ve karbohidrat sindiriminde aksamalara, gecikmelere neden olarak anti-hiperglisemik aktivitenin ortaya çıkmasını sağlamaktadır. Son yıllarda bitkilerin diyabet tedavisindeki kullanımı artmaya başlamıştır. Doğru bitkinin kullanımı, ürünün bileşimi, yan etkileri ve kontra-endikasyonları da tedavi sürecini etkilediği için bitkisel anti-diyabetik etkili ilaçların araştırılmasına yönelik pek çok çalışmaya ihtiyaç vardır ve bu çalışma bu alanda yapılacak araştırmalara rehber niteliği taşımaktadır.

Abstract:
In this study, the phytochemical analysis and anti-diabetic activity of Raphanus sativus L. leaves consumed as food in Turkey, especially in Giresun, were investigated. R. sativus leaves collected from Bulancak (Giresun) region were extracted by maceration with different solvents, phenolic components were detected by LC-MS/MS, and their in-vitro and in-silico antidiabetic activity was investigated. Anti-diabetic activity was determined in-vitro by measuring α-amylase and α-glucosidase enzyme inhibitions, and the results were supported by in-silico molecular docking. In LC-MS/MS analysis, 20 standard substances were investigated and the presence of 12 were detected. No obvious traces of active compounds such as gallic acid, catechin, epicatechin, resveratrol and flavone, which are phenolic compounds commonly found in herbal products, were detected in R. sativus. Among the tested standards, the presence of protecatechuic acid, protecatechuic aldehyde, caffeic acid, vanniline, syringic acid, syringic aldehyde, p-coumaric acid, salicylic acid, 4-OH benzoic acid, rosmarinic acid, routine and quercetin was detected. The IC50 value for the α-amylase enzyme of R. sativus extracts was determined to be in the range of 31,56-51,15 µg/mL. Caffeic acid, coumaric acid and rosmarinic acid, selected as ligands, interact with α-amylase through different amino acids. These interactions occur through hydrogen bonding, pi-lone pair and pi-alkly bonds. The IC50 value for α-glucosidase was determined in the range of 28,4-49,65 µg/mL. The most effective inhibitory activity against α-glucosidase was obtained with hexane extract. The inhibition constants calculated for the interaction of caffeic acid, coumaric acid and rosmarinic acid with α-glucosidase were found to be 109,09 µM, 52,14 µM and 2,85 µM, respectively. These interactions affect the enzyme activity by causing changes in the enzyme structure, active center and modification regions. The change in the enzyme structure is reflected in the function and causes disruptions and delays in carbohydrate digestion, resulting in the emergence of anti-hyperglycemic activity. In recent years, the use of plants in diabetes treatment has begun to increase. Since the use of the right herb, the composition of the product, its side effects and contraindications also affect the treatment process, many studies are needed to research effective herbal anti-diabetic drugs and this study serves as a guide for research in this field.