Melatonin'in model ve biyolojik membranlarla etkileşmesinin fiziksel yöntemlerle incelenmesi
The investigation of the interaction of melatonin with model and biological membranes using physical methods
Yazar: İPEK ŞAHİN
Danışman: PROF. DR. FERİDE SEVERCAN ; PROF. DR. NADİDE KAZANCI
Ege Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Fizik Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2009
Konu: Fizik ve Fizik Mühendisliği = Physics and Physics Engineering

Özet:
Membranın fiziksel özellikleri membran fonksiyonunu belirlediği için, model ve biyolojik membranlarda ilaç-membran etkileşmelerin incelenmesi, aktif bir çalışma alanıdır. İlaçların biyolojik etkisinde, ilaç-membran etkileşmeleri hayati önem taşır. Örneğin bir ilaç molekülünün sistemde reseptör kısmına ulaşması, ilaçların biyolojik membran boyunca transportu ile ilgilidir. Bazı ilaçlar membrana direkt olarak etki eder. Bu nedenle bir ilacın etki mekanizmasını iyice anlayabilmek için ilaç-membran etkileşmesini moleküler düzeyde anlamak gerekir.Bu çalışmada kullandığımız melatonin çok geniş kullanım alanına sahip bir ilaçtır. Bu bakımdan melatoninin etki mekanizmasının tayini için yapılan çalışmalar son derece büyük önem taşımaktadır. Melatonin için birçok araştırma yapılmaktadır. Fakat bu çalışmaların çoğu klinik düzeydedir, moleküler düzeydeki araştırmalar sınırlıdır.Bu çalışmada amacımız melatoninin gerçek hücre membranıyla etkileşimini, model membran kullanarak anlamaya çalışmaktır. Gerçek membranlar çok karmaşık yapılar olduğundan moleküller arası etkileşmeleri yorumlamak zordur. Bu nedenle yapı itibarıyla gerçek membranlarla hemen hemen aynı özelliklere sahip olan, bileşen sayısını ve konsantrasyonlarını değiştirebildiğimiz model membranlar ile çalışılmıştır. Moleküller arası etkileşmeleri incelemek için, melatoninin lipid faz geçiş sıcaklığı, faz geçiş eğrisi, membran düzeni ve membran dinamiği üzerindeki etkileri farklı melatonin konsantrasyonları için araştırılmıştır. Çalışmalar sırasında Fourier Transform Infrared (FTIR), Differential Scanning Calorimetry (DSC) ve Floresans Spektroskopisi teknikleri kullanılarak spektroskopik ve kalorimetrik ölçümler yapılmıştır. Bu çalışmalar sayesinde melatoninin membrandaki etkileri moleküler düzeyde saptanarak, membrandaki konumunu tayin etmek mümkün olacaktır.

Abstract:
Since the physical properties of membrane determine the membrane functions, the drug-membrane interactions in model and biological membranes are an active research area. In the biological effect of the drugs, drug-membrane interactions have a vital importance. For instance, reachment of a drug molecule to the receptor part of the system is associated with the transport of the drugs through the membrane. Some of drugs affect to the membrane directly. Thus in order to understand the mechanism of action of a drug effectively, it is necessary to understand the drug-membrane interactions in molecular level.Melatonin which we have used in this study is a drug which is widely used. Therefore, the studies for the understanding of the mechanism of action of melatonin are quite important. A lot of studies are performed with melatonin. But all of these are clinical, and there is not any research about the action mechanism of melatonin at molecular level.Our aim in this study is to find interaction of melatonin with the real cell membrane by examining their interactions with model membrane. Since real membranes have very complicated structures, it is quite difficult to study the intermolecular interactions with them. Therefore, for the investigation, model membranes, which have similar properties with the real ones, were used. We can change the components and the concentration of the components in model membranes as well. Intermolecular interactions were determined by the effect of melatonin on the lipid phase transition temperature, phase transition slope, membrane order and membrane dynamics for different melatonin concentrations. During these studies spectroscopic and calorimetric measurements were performed by using Fourier Transform Infrared (FTIR), Differential Scanning Calorimetry (DSC) and Fluorescence Spectroscopy techniques. The effect of melatonin on membrane will be determined by the help of these studies in molecular level. Moreover, the estimation of the position of melatonin on the membranes will be possible.