Pirazol-3,4-dikarboksamit Türevlerinin Karbonik Anhidraz İzoenzimleri Üzerine Etkilerinin In vitro Koşullarda İncelenmesi
Investigation of the Effects of Pyrazole-3,4-dicarboxamide Derivatives on Carbonic Anhydrase Isoenzymes in Vitro Conditions
Yazar: ŞÜHEDA ÖZKUL
Danışman: DR. ÖĞR. ÜYESİ EKREM TUNCA
Kütahya Dumlupınar Üniversitesi / Lisansüstü Eğitim Enstitüsü / Biyokimya Ana Bilim Dalı / Biyokimya Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2023
Konu: Biyokimya = Biochemistry

Özet:
Karbonik anhidraz (CA) (E.C. 4.2.1.1) aktif bölgesinde Zn2+ bulunduran, karbondioksit ve suyun geri dönüşümlü hidrasyonunu katalizleyen bir metaloenzimdir. CA, sekiz gen ailesi (α, β, γ, δ, ζ, η, θ, ι) tarafından kodlanmaktadır. α-CA, memelilerde bulunan CA ailesi olup, insanlarda 15 izoenzimi, diğer memelilerde ise 16 izoenzimi bulunmaktadır. hCA I ve hCA II izoenzimleri, diğer hCA izoenzimlerine kıyasla daha geniş bir dağılım göstermektedir. CA izoenzimleri çok çeşitli fizyolojik ve patolojik süreçlerde yer aldığı için klinikte diüretik olarak ve glokom, kanser, obezite, nöropatik ağrı, artrit gibi hastalıkların tedavisi için kullanılabileceği öngörülmüştür.
Çalışmada insan eritositlerinden afinite kromatografisi kullanılarak hCA I ve hCA II izoenzimleri saflaştırıldı. hCA I izoenzimi %17,23 verimle saflaştırılıp spesifik aktivitesi 1027,06 EU/ mg protein olarak hesaplandı. hCA II izoenzimi ise % 24,71 verimle saflaştırılıp spesifik aktivitesi 1818,97 EU/ mg protein olarak belirlendi. Saflaştırılan enzimlerde kalitatif ve kantitatif protein tayinleri yapılıp SDS-PAGE ile enzim saflığı kontrolü gerçekleştirildi. Çalışma kapsamında 10 adet inhibitör bileşiğin inhibisyon potansiyeli esteraz aktivitesi metoduyla belirlendi. İnhibisyon potansiyeli bulunan bileşiklerin IC50 ve Ki değerleri hesaplandı. hCA I için Ki değerleri 0,024 - 0,496 µM arasında iken, hCA II için Ki değerlerinin 0,006 - 5,441 µM arasında olduğu bulundu. Ayrıca inhibisyon potansiyeli yüksek olan bileşiklerin in silico inhibisyon etkileri de incelendi.
Anahtar Kelimeler: IC50 Değerleri, İnhibisyon, Karbonik Anhidraz, Ki Değerleri, Pirazol Karboksamit

Abstract:
Carbonic anhydrase (CA) (E.C. 4.2.1.1) is a metalloenzyme with Zn2+ in its active site that catalyses the reversible hydration of carbon dioxide and water. CA is expressed by eight gene families (α, β, γ, δ, η, θ, ι). α-CA is the CA family found in mammals. α-CA has 15 isoenzymes in humans and 16 isoenzymes in other mammals. hCA I and hCA II isoenzymes show a wider distribution compared to other hCA isoenzymes. Since CA isoenzymes are involved in a wide variety of physiological and pathological processes, it is thought that they can be used for the treatment of diseases such as obesity, neuropathic pain, arthritis, in addition to the use of diuretics, glaucoma, cancer in the clinic.
In the study, hCA I and hCA II isoenzymes were purified from human erythrocytes using affinity chromatography. hCA I isoenzyme was purified with 17.23% yield and its specific activity was calculated as 1027.06 EU/mg protein. hCA II isoenzyme was purified with 24.71% yield and its specific activity was determined as 1818.97 EU/mg protein. Qualitative and quantitative protein determinations were performed on the purified enzymes and enzyme purity was checked by SDS-PAGE. The inhibition potential of 10 inhibitor compounds was determined by esterase activity method. IC50 and Ki values of the compounds with inhibition potential were calculated. Ki values for hCA I were between 0.024 - 0.496 µM, while Ki values for hCA II were between 0.006 - 5.441 µM. In silico inhibition effects of the compounds with high inhibition potential were also examined.
Keywords: Carbonic Anhydrase, IC50 Values, Inhibition, Ki Values, Pyrazole Carboxamide