Bazı proton transfer tuzları ve bakır komplekslerinin antitümör etkilerinin karbonik anhidraz IX ve XII izoenzimleri üzerinde incelenmesi
Investigation of antitumor effects of some proton transfer salts and copper complexes in terms of carbonic anhydrase IX and XII isoenzymes
Yazar: EKREM TUNCA
Danışman: PROF. DR. METİN BÜLBÜL
Dumlupınar Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Kimya Ana Bilim Dalı / Biyokimya Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2018
Konu: Biyokimya = Biochemistry
Dizin: Biyokimya = Biochemistry ; Kimya = Chemistry

Özet:
Karbonik anhidrazlar (CA) (EC 4.2.1.1) karbon dioksitin (CO2), bikarbonat ve protona dönüşümlü hidratasyon reaksiyonunu katalizleyen, aktif bölgesinde Zn2+ iyonu bulunduran ve pek çok organizmada bulunan metaloenzimlerdir. Memelilerde bulunan karbonik anhidraz enzimleri α gen ailesine aittir. Günümüzde, omurgalılarda, on altı farklı karbonik anhidraz izoenzimi tanımlanmıştır. Hücre membranına gömülü karbonik anhidrazlar olan CA IX ve CA XII, kanser ile ilişkisi olan CA izoenzimleridir. CA IX ve CA XII' nin inhibe edilmesi ile tümör ilerleyişinin durdurulduğu in vitro ve in vivo olarak gösterilmiştir. Buradan hareketle, bu çalışmada, 5-sülfosalisilik asit ile 2-aminopiridin türevlerinin proton transfer tuzlarının ve Cu(II) komplekslerinin CA IX ve CA XII izoenzimleri üzerindeki inhibisyon etkileri in vitro olarak incelendi. Ayrıca bileşiklerin insan eritrositlerinden saflaştırılan hCA I ve hCA II izoenzimleri üzerindeki inhibisyon etkileri de incelenerek CA IX ve CA XII ile kıyaslandı.
hCA I ve hCA II izoenzimleri insan eritrositlerinden Sepharose®4B-L-tirozin-p-aminobenzensülfonamit afinite kromatografisi kullanılarak saflaştırıldı, CA IX ve CA XII izoenzimleri de rekombinant olarak temin edildi. hCA I izoenzimi %45,02 verimle saflaştırıldı ve spesifik aktivitesi 1565,12 EU/mg protein olarak bulundu. hCA II izoenziminin ise spesifik aktivitesi 3706,30 EU/mg protein olup, %62,72 verimle saflaştırıldı. Enzimlerin saflığı SDS-PAGE ile kontrol edildi. İnhibisyon çalışmaları sonucunda bileşiklerin CA XII izoenzimine karşı daha seçici oldukları belirlendi. Bileşiklerin hidrataz IC50 değerlerinin hCA I için 15,068 µM ‒ 99,020 µM arasında, hCA II için 22,360 µM ‒ 77,025 µM arasında, CA IX için 23,902 µM ‒ 138,629 µM arasında ve CA XII için 9,495 µM ‒ 693,147 µM arasında olduğu bulundu.

Abstract:
Carbonic anhydrases (CAs) (EC 4.2.1.1) are ubiquitous metalloenzymes containing Zn2+ in its active side, catalyze the reversible hydration of carbon dioxide (CO2) to bicarbonate and proton. Mammalian carbonic anhydrases belong to α gene family. Sixteen different carbonic anhydrase isoenzymes were identified in vertebrates up to now. CA IX and CA XII, which are transmembrane carbonic anhydrases, are cancer related CA isoenzymes. It was proved that in vitro and in vivo progression of tumors were decreased by inhibition of CA IX and CA XII. Therefore the inhibition effects of the proton transfer salts and Cu(II) complexes of 5-sulfosalicylic acid and 2-aminopyridine derivatives on CA IX and CA XII isoenzymes were investigated as in vitro. Also the inhibition effects of the compounds were investigated on hCA I and hCA II, purified from human erythrocytes, and were compared with CA IX and CA XII.
hCA I and hCA II isoenzymes were purified from human erythrocytes by using Sepharose®4B-L-tyrosine-p-aminobenzenesulfonamide affinity chromatography. CA IX and CA XII isoenzymes were used as recombinant. The purification yield and specific activity of hCA I are %45,02 and 1565,12 EU/mg protein, respectively. hCA II was purified with a yield of %62,72 and its specific activity was determined as 3706,30 EU/mg protein. Purity of the enzymes were checked with SDS-PAGE. The inhibition studies showed that synthesized compounds are more selective to CA XII isoenzyme. Hydratase IC50 values of the compounds was found as in the range of 15,068 µM ‒ 99,020 µM for hCA I, 22,360 µM ‒ 77,025 µM for hCA II, 23,902 µM ‒ 138,629 µM for CA IX and 9,495 µM ‒ 693,147 µM for CA XII.