Spektroskopik yöntemler kullanılarak DNA-varlığında nanozim oksitler ile oksidatif düzey ve antioksidan aktivitenin birlikte tayini
Combined oxidative status and antioxidant activity assay with nanozyme oxidase in the presence of dna using spectroscopic methods
Yazar: ZAINAB MAJID SALIM AL-LAMI
Danışman: PROF. DR. SEMA DEMİRCİ ÇEKİÇ
İstanbul Üniversitesi-Cerrahpaşa / Lisansüstü Eğitim Enstitüsü / Analitik Kimya Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2024
Konu: Kimya = Chemistry

Özet:
Enzim mimetik nanopartiküller, son yıllarda geniş uygulama alanı bulmuştur. Bunlar nanozimler olarak da anılmaktadırlar. NP sentezinde en sık kullanılan elementlerden biri de mangandır. Sunulan çalışmada, dört farklı Mn bazlı nanopartikül (NP) sentezlenmiş ve bu NP'ler DNA üzerinde oksidatif hasar oluşturmak için kullanılmıştır. Bu NP'lerden bir tanesi oksidaz diğer üçü ise peroksidaz-mimetik aktiviteye sahiptir. Oksidaz mimetik özellik gösteren NP, KMnO4'ün askorbik asit kullanılarak indirgenmesiyle sentezlenmiştir. Diğer üç mangan bazlı NP'den ilki MnCl2.4H2O ve FeCl3.6H2O'nun birlikte çöktürülmesinden elde edilen mangan(II)-ferrit (MnFe2O4) olup diğer ikisi mangan oksit yapısındadır. Bu iki NP'den biri MnSO4'ün NaOH ile çöktürülmesi yoluyla sentezlenirken diğeri KMnO4'ün tris(2-hidroksietil) amin ile indirgenmesinden üretilmiştir. Elde edilen dört NP'nin karakterizasyonu STEM, EDS, FITR ve XPS yöntemleri kullanılarak yapılmıştır. Bu NP'lerin ayrı ayrı kullanılmasıyla açığa çıkan DNA hasar ürünleri, CUPRAC ve 3,3',5,5'-tetrametilbenzidin (TMB) kolorimetrik yöntemleri kullanılarak spektrofotometrik olarak belirlenmiştir. Ayrıca, referans yöntemler olan RP-HPLC ve diferansiyel puls sıyırma voltametrisi teknikleri, her iki yöntem de DNA bazları üzerindeki oksidatif hasarın derecesini ayrı ayrı incelemeye ve uygulanan sonuçları doğrulamak için kullanılmıştır. Voltametrik çalışmalarda Au-NP, çok duvarlı karbon nanotüpler (MWCNT) ve Nafion (GCE/AuNP/MWCNT-Nafion elektrot) ile modifiye edilmiş bir camsı karbon elektrot kullanılmıştır. HPLC ile yapılan denemelerde dört DNA bazının pik alanları incelenmiş ve oksidatif hasar sonrasında bu pik alanlarında gözlenen düşüş gösterirken, değerlendirme yapılmıştır. Voltametrik çalışmada ise oksidatif hasar sonucunda guanin, adenin ve sitozin bazları için ölçülen oksidasyon pik akımında azalış gözlemlenmiştir. Son olarak, farklı antioksidanların oksidatif DNA hasarı üzerindeki koruyucu etkileri de araştırılmıştır.

Abstract:
Enzyme mimetic nanoparticles have found wide application in recent years. They are also called nanozymes. One of the most frequently used elements in NP synthesis is manganese. In the presented study, four different Mn-based nanoparticles (NPs) were synthesized and these NPs were used to generate oxidative damage on DNA. One of these NPs has oxidase and the other three have peroxidase-mimetic activities. The NP showing oxidase mimetic properties was synthesized by reducing KMnO4 using ascorbic acid. The first of the other three manganese-based NPs is manganese(II)-ferrite (MnFe2O4) obtained by the co-precipitation of MnCl2.4H2O and FeCl3.6H2O, and the other two are in manganese oxide structure. One of these two NPs was synthesized by precipitation of MnSO4 with NaOH, while the other was produced by reduction of KMnO4 with tris(2-hydroxyethyl)amine. Characterization of the four NPs obtained was carried out using STEM, EDS, FITR and XPS methods. DNA damage products released by using these NPs separately were determined spectrophotometrically using CUPRAC and 3,3',5,5'-tetramethylbenzidine (TMB) colorimetric methods. In addition, reference methods, RP-HPLC and differential pulse stripping voltammetry techniques, were used to examine the degree of oxidative damage on DNA bases separately and to verify the applied results. A glassy carbon electrode modified using Au-NP, multi-walled carbon nanotubes (MWCNT) and Nafion (GCE/AuNP/MWCNT-Nafion electrode) were used in voltammetric studies. In the experiments conducted with HPLC, the peak areas of four DNA bases were examined and the decrease in these peak areas after oxidative damage was observed and evaluated. In the voltammetric study, a decrease in the oxidation peak current measured for guanine, adenine and cytosine bases was observed as a result of oxidative damage. Finally, the protective effects of different antioxidants on DNA damage were also investigated.