Lactuca anatolica (asteraceae) bitkisinin fitokimyasal ve biyokimyasal özelliklerinin araştirilmasi
Investigation of phytochemical and biochemical properties of Lactuca anatolica (asteraceae) plant
Yazar: NOOR HASAN NAYEL NAYEL
Danışman: PROF. DR. TEVFİK ÖZEN
Ondokuz Mayıs Üniversitesi / Lisansüstü Eğitim Enstitüsü / Kimya Ana Bilim Dalı / Biyokimya Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2024
Konu: Biyokimya = Biochemistry

Özet:
Lactuca fenolik ve flavonoid türevleri içeren benzeri türleri bileşenler açısından zengin olduğu ve geniş biyolojik potansiyele sahip olduğu bilinmektedir. Lactuca anatolica Behçet & Yapar bitkisi, Bingöl ilinin sadece belirli bir bölgesinde yetişen yeni bir endemik türdür. Bu çalışmada, L. anatolica yaprak (LAY) ve kök (LAK) kısımlarının su (SU) ve kloroform:metanol (M:K) ekstraktları hazırlandı. LAY-M:K ve LAK-M:K ekstraktları silikajel ve sefadeks kolonlar kullanılarak fraksiyonlandırma, izolasyon ve karakterizasyon uygulamaları gerçeklestirildi. Ayrıca LAY-SU ve LAK-SU ekstraktları kullanılarak gümüş nanopartiküller (AgNP) sentezlendi ve karakterize edildi. Örneklerin karakterizasyonu ve fitokimyasal bileşenlerinin (kimyasal bileşenler, toplam flavonoid ve fenol içerikleri) belirlenmesi spektroskopik yöntemlerle gerçekleştirildi. Biyoaktiviteleri (antioksidan, antibakteriyel, enzim inhibisyonu ve genetik çalışmalar) de aynı şekilde değerlendirildi. Fitokimyasal analizler ve biyolojik aktivite sonuçlarında, LAY ekstraktının en etkin biyolojik aktivite sergilediği gösterdi ve bu nedenle fraksiyonlama uygulandı. Ekstraktların ve fraksiyonların biyoaktivite sonuçları istatistiksel analizlere tabi tutuldu ve elde edilen sonuçlar değerlendirildi.
LAY-M:K, LAK-M:K, LAY-SU ve LAK-SU ekstraktlarının toplam fenol içerikleri sıra ile 137.25±2.22, 178.45±4.30, 43.01±1.39 ve 82.04±1.10 mg GAE/g olarak belirlendi. LAY-M:K, LAK-M:K, LAY-SU ve LAK-SU ekstraktlarının toplam flavoniod içerikleri ise sıra ile 60.87±2.14, 132.61±3.34, 116.83±2.91 ve 3.91±2.29 mg KE/g olarak belirlendi.  LAY-M:K, LAK-M:K, LAY-SU ve LAK-SU ekstraktlarının ana bileşeni olan klorojenik asit içerikleri sıra ile  0.105 mg /g ekstrakt, 0.224 mg /g ekstrakt,  0.9336 mg /g ekstrakt ve 0.5829 mg /g ekstrakt olarak bulundu.
 LAY-M:K ekstraktının aktivite testlerinden fosfomolibdenyum indirgenme (A0.5: 0.71±0.75 μg/mL), DPPH•  giderme (A0.5: 2.64±0.22 μg/mL), indirgeme gücü (IC50: 0.80±0.03 μg/mL), ABTS•+  giderme (IC50: 33.20±2.81 μg/mL) ve α-amilaz inhibisyon (IC50: 7.83±1.57 μg/mL) aktiviteleri aktif olmasına karşın LAK-M:K ekstraktının ise LP inhibisyon (IC50: 0.41±0.32 μg/mL) ve üreaz inhibisyon (IC50: 1.93±0.01 μg/mL) aktiviteleri en etkili oldukları belirlendi. LAY-M:K ekstraktının biyoaktivite yönlendirmeli fraksiyonlandırma çalışmaları sonucundan elde edilen yedi fraksiyondan kloroform (K1), etil asetat (EA1) ve metanol (M1) fraksiyonlarının daha yüksek biyoaktiviteye sahip olduğu tespit edildi ve alt farksiyonlar elde edildi. Daha sonra biyoaktif alt fraksiyonların MRM analizleri ile lupeol, şikorik asit, lupeol asetat, laktukopikrin, α-amirin, β-amirin ve 15-oksalil bileşikleri belirlendi.
LAK-SU ve LAY-SU ekstraktları kullanılarak yeşil sentez yöntemiyle gümüş nanopartiküller (AgNP'ler) üretildi. LAK-SU:AgNP ve LAY-SU:AgNP örneklerinin UV-Vis spektrofotometresi analizinde sıra ile 440 nm ve 460 nm'de maksimum absorbans pikleri göstererek AgNP oluşumunu doğrulanarak FT-IR ve XRD analizleri ile desteklendi. Sentezlenen LAK-SU:AgNP ve  LAY-SU:AgNP örneklerinin TEM görüntülerinin analizlerinde 17.5 nm ve 14.1 nm boyutlarında olduğu belirlendi  
LAK-SU:AgNP ve LAY-SU:AgNP örneklerinin toplam fenolik içeriği sırayla 138.13±1.77 mg GAE/g ve 136.65±1.39 mg GAE/g dir. Ayrıca örneklerin toplam flavonoid içerikleri ise sırayla 120.09±3.70 mg KE/g ve 8.67±3.93 mg KE/g  olarak bulundu. Antioksidan aktivite testlerinde, LAK-SU:AgNP ve LAY-SU:AgNP'nin lipid peroksidasyonunun inhibasyonunda aktif etkisi gösterdi. Metil mavisi boyasının fotokatalitik indirgenmesi çalışmalarıda, AgNP'lerin MB çözeltisini etkin şekilde bozduğunu ve yüzey plazmon rezonansı uyarılmasının önemli bir rol oynadığı gözlendi. LAK-SU:AgNP kolinesterazlar ve α-amilaz inhibitörleri olarak etkili bulunurken, LAY-SU:AgNP üreaz inhibisyonunda en etkili inhibitör olarak belirlendi. Antibakteriyel testlerde, LAK-SU:AgNP'nin Staphylococcus aureus, Bacillus cereus, Pseudomonas aeruginosa ve Escherichia coli' ye karşı yüksek aktivite gösterdiği tespit edildi. Agaroz jel elektroforezi ile yapılan DNA koruma testlerinde, LAK-SU:AgNP pazmid DNA'nın Form I yapısını %71.88 oranında koruduğu gözlendi. LAK-SU ve LAY-SU ve LAK-AgNP ve LAY-AgNP hem anti-inflamatuar etkilerini değerlendi. LAK-SU %65.15, LAK-AgNP %57.58, ve LAY-SU %52.27 oranında BSA denatürasyonunu inhibe ederek, %40.91 inhibisyon oranına sahip diklofenakla kıyaslanabilir etkinlik gösterdi. 
Sonuç olarak, L. anatolica bitkisinin M:K ve su ekstraktları, M:K ekstratlarının fraksiyonları ve su ekstraktlarından sentezlenen AgNP'lerin etkin biyoaktiviteleri belirlendi. Elde edilen bulgular, L. anatolica bitkisinin destekleyici tıbbın farmakolojik özelliklerinin ilaç geliştirme açısından dikkate değer olduğunu veya hayvan deneylerinde umut verici sonuçlar elde edildiğini ifade ediyor modeller oluşturabileceğini göstermektedir.

Abstract:
Lactuca varieties are recognized for their abundant compounds like phenolic and flavonoid derivatives, displaying extensive biological promise. Lactuca anatolica Behçet & Yapar plant is a new endemic species that grows only in a certain region of Bingöl province. In this study, aqueous (AQ) and methanol:chloroform (M:C) extracts of L. anatolica leaf (LAL) and root (LAR) parts were prepared. Fractionation, isolation, and characterization of LAL-M:C and LAR-M:C extracts were carried out using silica gel and Sephadex columns. Silver nanoparticles (AgNP) were synthesized and characterized using LAL-AQ and LAR-AQ extracts. The samples' characterization, phytochemical components (chemical components, complete phenolic concentration, and flavonoid amounts), and bioactivities (antioxidative, antibacterial, enzyme-inhibiting properties, and DNA-related activities) were determined using spectroscopic methods. According to the phytochemical analysis and bioactivity results of the extracts, it was determined that the LAL extract had the highest bioactivity, and fractionation applications were carried out. Statistical analysis was carried out critically concerning the bioactive properties of extracts and subdivisions, and the results were evaluated.
Total phenol contents of LAL-M:C, LAR-M:C, LAL-AQ, and LAR-AQ extracts were determined as 137.25±2.22, 178.45±4.30, 43.01±1.39 and 82.04±1.10 mg GAE/g, respectively. The total flavonoid contents of LAL-M:C, LAR-M:C, LAL-AQ, and LAR-AQ extracts were determined as 60.87±2.14, 132.61±3.34, 116.83±2.91 and 3.91±2.29 mg KE/g, respectively. The contents of chlorogenic acid, the main component of LAL-M:C, LAR-M:C, LAL-AQ and LAR-AQ extracts, were found to be 0.105 mg/g extract, 0.224 mg/g extract, 0.9336 mg/g extract and 0.5829 mg/g extract, respectively.
 From the activity tests of LAL-M:C extract from methanol:chloroform extracts, phosphomolybdenum reduction (A0.5: 0.71±0.75 μg/mL), DPPH• removal (A0.5: 2.64±0.22 μg/mL), reducing power (IC50: 0.80± 0.03 μg/mL), ABTS•+ removal (IC50: 33.20±2.81 μg/mL) and α-amylase inhibition (IC50: 7.83±1.57 μg/mL) were active, but LAR-M:C extract did not affect LP inhibition (IC50: 0.41±0.32 μg/mL) and urease inhibition (IC50: 1.93±0.01 μg/mL) Activities identified as most effective. Of the seven fractions obtained as a result of bioactivity-directed fractionation studies of LAL-M:C extract, chloroform (C1), ethyl acetate (EA1) and methanol (M1) fractions were determined to have higher bioactivity and subfractions were obtained. Then, purification and characterization of the pure compounds from the bioactive subfractions, including lupeol, chicoric acid, lupeol acetate, lactucopicrin, α-amyrin, β-amyrin, and 15-oxalyl lactucopicrin, were carried out. The molecules were isolated, and their structures were determined by MRM. 
Silver nanoparticles (AgNPs) were produced using the green synthesis method using LAR-AQ and LAL-AQ extracts. UV-Vis spectrophotometry analysis of LAR-AQ:AgNP and LAL-AQ:AgNP samples showed maximum absorbance peaks at 440 nm and 460 nm, respectively, confirming AgNP formation and supported by FT-IR and XRD analyses. Analyzes of TEM images of the synthesized LAR-AQ:AgNP and LAL-AQ:AgNP samples revealed that they were 17.5 nm and 14.1 nm in size.
The total phenolic content of LAR-AQ:AgNP and LAL-AQ:AgNP samples are 138.13±1.77 mg GAE/g and 136.65±1.39 mg GAE/g, respectively. In addition, the total flavonoid contents of the samples were found to be 120.09±3.70 mg QE/g and 8.67±3.93 mg QE/g, respectively. In antioxidant activity tests, LAR-AQ:AgNP and LAL-AQ:AgNP showed an active inhibition effect on lipid peroxidation. In photocatalytic reduction studies of methyl blue (MB) dye, it was observed that AgNPs effectively degraded the MB solution, and surface plasmon resonance (SPR) excitation played an important role. While LAR-AQ:AgNP was effective as a cholinesterase and α-amylase inhibitor, LAL-AQ:AgNP was determined to be the most effective inhibitor in urease inhibition. In antibacterial tests, it was determined that LAR-AQ:AgNP showed high activity against Staphylococcus aureus, Bacillus cereus, Pseudomonas aeruginosa, and Escherichia coli. In DNA protection assays performed by agar gel electrophoresis, it was observed that the LAR-AQ:AgNP plasmid DNA retained its form I structure at a rate of 71.88%. It was determined if LAR-AQ, LAL-AQ, LAR-AgNP, and LAL-AgNP have anti-inflammatory properties. BSA denaturation was inhibited by 65.15%, 57.58%, and 52.27% by LAR-AQ, LAR-AgNP, and LAL-AQ, respectively. This was close to the 40.91% inhibition rate of diclofenac. 
As a result, the effective bioactivities of M:C and water extracts, fractions of M:C extracts, and AgNPs synthesized from water extracts of the L. anatolica plant were determined. The findings may become drugs in complementary medicine or create promising models for in vivo studies.