Nükleolitik senzim dizaynı ve nükleik asitlerle etkileşiminin incelenmesi
Design of nucleolytic synzymes and their interactions with nucleic acids
Yazar: NAGİHAN SAĞLAM
Danışman: DOÇ. DR. SAADETTİN GÜNER
Karadeniz Teknik Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Kimya Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2000
Konu: Kimya = Chemistry
Dizin: Bakır = Copper ; DNA = DNA ; Nükleaz = Nuclease ; Nükleik asit = Nucleic acids ; Oksimler = Oximes ; Spektrofotometri = Spectrophotometry

Özet:
ÖZET Bu çalışmada yeni bir oksim ligandının homodinükleer bakır (Kİ), heterodinükleer bakır-mangan (K2) ve homotrinükleer bakır (K3) komplekslerinin nükleolitik özellikleri, nötral agaroz elektroforezi ve görünür bölge spektrofotometrisi yardımıyla araştırıldı. Her üç kompleksin de MMPP yokluğunda, ayrıca MMPP'nin de yalnız başına pCYTEXP plazmid DNA' sı üzerinde bir etki yapmadığı, dolayısıyla kompleks ve MMPP varlığında gözlenen aktivitenin komplekslerden kaynaklandığı sonucu ortaya çıkmaktadır. Özellikle 0.1 uM'dan daha düşük konsantrasyonlarda Kİ ve K2 süpersarmal DNA üzerinde kırıklar oluşturmuş, 0.1 uM ve daha yukansındaki konsantrasyonlarda ise doğrusal DNA formlarının baskın olduğu görülmüştür. K3 ise böyle bir nükleolitik aktiviteyi ancak 100 uM civarında sağlaması K3'ün diğer iki komplekse göre daha zayıf bir kimyasal nükleaz olabileceği sonucunu göstermektedir. Konsantrasyon bağımlı bu nükleolitik özellikler, komplekslerin etkin konsantrasyonlarında ve ilk 5 dakikalık reaksiyon sürelerinde süpersarmal DNA formunun tamamen kırık formuna dönüşmesi ve ilerleyen sürelerde bu form üzerinden doğrusal formun oluştuğunun gözlenmesi, her üç kompleksin de benzer mekanizmalarla etkinlik gösterdiğini ortaya koymaktadır. Komplekslerin nükleolitik etkinliklerinin pH bağımlılıkları incelendiğinde yine Kİ ve K2'nin oldukça benzer davranış gösterdikleri görülmüştür. K3 ise yine Kİ ve K2'den daha farklı bir pH bağımlı nükleolitik etkinlik göstermiştir. pCYTEXP DNA' sı üzerinde çalışılan komplekslerin nükleolitik etkinlikleri spektroskopi ile de tespit edilmiştir. Bu komplekslerin görünür bölge spektrumlanndaki bazı sinyallerde DNA ilavesi ile kaymaların olması ve absorbanstaki değişimler kompleksler ile DNA arasında bir interkalasyon ihtimalinin zayıf olduğunu göstermektedir. Sonuç olarak, cünükleer kompleksler (Kİ ve K2) oldukça benzer kimyasal yapılan da dikkate alınarak birbirine yakın ve muhtemelen benzer mekanizmalarla nükleolitik etkinlik gösterdikleri ortaya çıkmıştır. Daha çok bir fizibilite niteliğinde olmasma rağmen elde edilen sonuçların oksim esaslı DNA parçalayan moleküllerin ve antikanser maddelerin dizaynında yeni düşüncelerin ortaya çıkmasını sağlayacağı açıktır. Anahtar Kelimeler: Oksim, Nükleik Asit, Bakır(II), Süpersarmal DNA, Nükleaz

Abstract:
SUMMARY Desing of Nucleolytic Synzymes and Their Interactions with Nucleic Acids In this study, nucleolytic capabilities of the complexes of a novel oxime-type ligand, homodinuclear copper (Kl), heterodinuclear copper-manganese (K2) and homotrinuclear copper (K3) complexes were investigated by neutral agarose gel electrophoresis and visible spectrophotometry. All the complexes in the absence of MMPP had no nucleolytic activity on the pCYTEXP. Therefore, it is obvious that the observed nucleolytic activities in the presence of MMPP were originated from the nature of the complexes. Kl and K2 especially at below 0. 1 uM nick the supercoiled DNA however at their greater concentrations linear forms were dominant. K3, however, has shown such nucleolytic activity at approximately 100 uM indicating that its activity is weaker than the other two complexes. At efficient concentrations of the complexes, within the first 5 minutes of reaction period all the supercoiled form transformed to the nicked form and then linear forms were formed. These results show that all of the complexes perform their nucleolytic activities by similar mechanisms. Kl and K2 have also shown very similar pH- dependent nucleolytic profiles but different than K3. The nucleolytic efficiencies of the examined complexes on the pCYTEXP DNA were also investigated by spectroscopy. Absorbance changes and very small shifts of some specific signals on the visible spectra of all the complexes indicate a weak possibility of intercalation with the DNA. It can be concluded by taking the chemical structures of the complexes into consideration that the complexes Kl and K2 possess potential nucleolytic efficiences by similar mechanisms. The results obtained in this preliminary study should give new ideas on the molecular design of DNA cleaving molecules and anticancer agents having oxime functionalities. Key Words: Oxime, Nucleic Acid, Copper(II), Supercoiled DNA, Nuclease VI