Diyabet tedavisine yönelik yeni antidiyabetik ajanların moleküler modelleme yöntemleri ile geliştirilmesi
Development of new antidiabetic agents for diabetes treatment with molecular modeling methods
Yazar: SÜLEYMAN KAYA
Danışman: DOÇ. DR. GİZEM TATAR YILMAZ
Karadeniz Teknik Üniversitesi / Sağlık Bilimleri Enstitüsü / Biyoistatistik ve Tıp Bilişimi Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2023
Konu: Biyoistatistik = Biostatistics ; Moleküler Tıp = Molecular Medicine

Özet:
Diyabet mellitüs gün geçtikçe artan hasta sayısı ve yüksek morbidite nedeniyle dünya çapında en önemli sağlık sorunlarından biri olarak kabul edilen kronik bir hastalıktır. Tip 2 diyabet mellitüs (T2DM), diyabetin en sık görülen türüdür ve tüm dünyada olduğu gibi ülkemizde de ciddi bir halk sağlığı sorunu haline gelmiştir. T2DM'nin klinik tedavisinde, piyasada çeşitli antidiyabetik ilaçlar bulunmaktadır ancak bu ilaçların çoğu ishal, böbrek yetmezliği, kas-iskelet ağrısı, genişlemiş idrar ve idrar sistem enfeksiyonları gibi birçok yan etkilere neden olmaktadır. Bu nedenle, oral olarak kullanılabilen, güvenilir, gelişmiş etkinliğe sahip ve yan etkileri düşürülmüş yeni antidiyabetik ilaçlara ihtiyaç duyulmaktadır. Bu doğrultuda bu tez çalışmasında, diyabet tedavisinde kullanılan oral antidiyabetik ilaçlar için önemli bir hedef olan peroksizom proliferatör aktive edici reseptör gama (PPAR-γ) ve alfa-glukosidaz (α-glukosidaz) enzimlerine yönelik mevcut ilaç moleküllerinden daha etkin, özgül ve yan etkisi düşük yeni antidiyabetik ajanların moleküler modelleme yöntemleri ile geliştirilmesi amaçlanmıştır. Bu kapsamda, yeni tasarlanan 159 adet bileşik ile PPAR-γ ve α-glukosidaz enzimlerine yönelik enzim-ligand etkileşim mekanizmaları moleküler kenetlenme (docking) yöntemi ile incelenmiştir. Ayrıca, tasarlanan bu bileşiklerin vücuttaki Absorpsiyon, Dağılım, Metabolizma, Eliminasyon (ADME) özellikleri gibi ilaç metabolizmasını etkileyen temel parametreleri farmakokinetik açıdan uygunlukları in silico analizlerle değerlendirilmiştir. Yapılan bu çalışmalar sonucunda, PPAR-γ ve α-glukosidaz enzimleri ile yüksek bağlanma ilgisine (afinitesine) ve uygun ADME özelliklerine sahip bileşikler sentez ve in vitro çalışmalara yönlendirilmiştir. Bu çalışma sayesinde, T2DM tedavisinde önemli rol oynayan PPAR-γ ve α-glukosidaz enzimlerine yönelik in silico farmakokinetik ve farmakodinamik analizler ile zaman ve maliyet açısından daha avantajlı bir şekilde incelenerek, diyabet tedavisinde hedefe yönelik yeni antidiyabetik ajanların geliştirilmesine katkı sağlanacaktır.

Anahtar Sözcükler: Alfa-glukosidaz, antidiyabetik, diyabet, moleküller kenetlenme, peroksizom proliferatör aktive edici reseptör gama, tip 2 diyabet mellitüs

Abstract:
Diabetes mellitus is a chronic disease that is considered as one of the most important health problems worldwide due to the increasing number of patients and high morbidity. Type 2 diabetes mellitus (T2DM) is the most common type of diabetes and has become a serious public health problem in our country as well as all over the world. In the clinical treatment of T2DM, there are various antidiabetic drugs on the market, but most of these drugs cause many side effects such as diarrhea, kidney failure, musculoskeletal pain, enlarged urinary and urinary system infections. Therefore, there is a need for new antidiabetic drugs that can be used orally, safe, with improved efficacy and reduced side effects. In this direction, in this thesis study, it was determined that peroxisome proliferator activating receptor gamma (PPAR-γ) and alpha-glucosidase (α-glucosidase) enzymes, which are an important target for oral antidiabetic drugs used in the treatment of diabetes, are more effective, specific and have less side effects than existing drug molecules. It is aimed to develop new antidiabetic agents with molecular modeling methods. In this context, enzyme-ligand interaction mechanisms for PPAR-γ and α-glucosidase enzymes with 159 newly designed compounds were investigated by molecular docking method. In addition, the pharmacokinetic compatibility of these designed compounds with basic parameters affecting drug metabolism such as Absorption, Distribution, Metabolism, Elimination (ADME) properties in the body was evaluated by in silico analysis. As a result of these studies, compounds with high binding affinity (affinity) and suitable ADME properties with PPAR-γ and α-glucosidase enzymes were directed to synthesis and in vitro studies. Thanks to this study, in silico pharmacokinetic and pharmacodynamic analyzes of PPAR-γ and α-glucosidase enzymes, which play an important role in the treatment of T2DM, will be examined more advantageously in terms of time and cost, and will contribute to the development of new targeted antidiabetic agents in the treatment of diabetes.

Key Words: Alpha-glucosidase, antidiabetic, diabetes, molecular docking, peroxisome proliferator activating receptor gamma, type 2 diabetes mellitus