Trombin inhibitörlerinin moleküler modelleme çalışmaları
Molecular modelling studies on thrombin inhibitors
Yazar: ONUR ÜLGEN
Danışman: PROF. DR. VİLDAN ADAR
Hacettepe Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Kimya Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2012
Konu: Kimya = Chemistry
Dizin: İlaçlar = Drugs

Özet:
Pıhtılaşma, kan dolaşımındaki fibrinojenin pıhtının temeli olan ve çözünmeyen fibrin'e dönüşmesidir. Şimdiye kadar pıhtı oluşumunda rolü olan 13 faktör keşfedilmiştir. Bu faktörlerin tümü¬nün normal çalışması halinde, yaralanan doku sıvısında bulunan tromboplastin, dolaşımdaki protrombini, trombine dö-nüştürmekte, bu da fibrinojeni etkileyip, fibrin haline gelmesine yol açmaktadır. Fibrinojenin fibrine dönüşümünü katalizleyen enzim Trombindir.Kanı pıhtılaştıran Trombin bir serin proteaz enzimidir ve vücut içinde Trombin'e ne kadar ihtiyaç varsa o kadar üretilir. Damarların çeperinde pıhtı (trombus) oluşmasını ve gelişmesini inhibe eden ilaçlara antikoagülanlar denir. Damar içi pıhtı oluşumu insan hayatında önemli bir risk faktörü oluşturur.Trombin kanın pıhtılaşmasının son basamağındaki görevi nedeniyle yeni antikoagulan ilaçların geliştirilmesinde temel hedef olmaya devam etmektedir. Direk Trombin inhibitörü (DTI) olarak günümüzde kullanılan antikoagulan ilaçlar divalent: hirudin, lepirudin, bivaluridin, ve monovalent: argatroban, dabigatran'dır. Tek oral ilaç dabigatran ise havanın nemi ile hemen bozunmaktadır. Diğerlerinin dezavantajları ise oral alınamamaları ve genetik bozukluk nedeniyle antitrombin III eksikliği olan hastalarda kullanılamamasıdır. Bu nedenle günümüzde ilaç şirketlerinin çoğu argatroban temelli oral alınabilen yeni ilaç tasarımları üzerinde çalışmaktadırlar.Bu çalışmadaki amacımız Argatroban ve onun çıkış yapısı olan yapılar temel alınarak oral yoldan alınabilen ve de küçük molekül yapısı ve ağırlığına sahip olan bir direkt trombin inhibitörü araştırmaktır.Bunun için, öncelikle incelediğimiz trombin sistemi için uygun doking programı ve uygun trombin yapısını belirlemek için protein data bankasından alınan trombine ait üç-boyutlu yapı koordinatlarını içeren 1k22, 1dwc ve 1dwd kodlu yapılar kullanılarak Autodock ve Autodock Vina Programları arasında validasyon çalışması yapılmıştır. Tekli doking validasyon çalışması sonuçlarına göre en küçük RMSD değeri ve en düşük bağlanma enerjisine sahip olan 1dwc yapısı ve bu sonuçları veren program olarak da Autodock Vina programı uygun olarak görülmüştür.Tekli doking çalışmaları ışığında 1dwc yapısı olan argatroban yapısı ve TAME yapısında ortak olarak gözlemlenen bölümler ZINC data bankasında çizilerek 578 adet yapı içeren bir veri seti hazırlanmıştır. Bu veri seti ve Autodock-Vina programı kullanılarak yapılan sanal ligand taraması(SLT) hesaplama sonuçlarına göre, bu yapılardan 175 molekülün RMSD değeri 2 ?'den küçük olduğu gözlemlenmiştir. Bu yapılardan en düşük bağlanma enerjisine sahip olan 20 yapı, bize yeni inhibitör tasarlanması konusunda yapılacak çalışmalara ışık tutacaktır.

Abstract:
Coagulation is the transformation of fibronogen to fibrin which is the basis of clot at blood circulation. Up till now 13 factors playing a role in clot formation have been discovered. In normal operation of all of these factors, the thromboplastine that is located in injured tissue translates the prothrombin which is in circulation to thrombin. This also influences the fibrinogen and leads the fibrinogen to turn into fibrin. The enzyme that catalyzes the conversion of fibrinogen to fibrin is Thrombin.Thrombin which leads to blood coagulation is a serine protease enzyme and so is produced in the amounts of the body needs. The drugs that inhibit the formation and development of clots on lining of blood vessels are called anticoagulants. Also, intravascular clot formation creates a significant risk factor in human life.Due to the task of thrombin at the last stage of blood clotting it continues to be the main target in the development of new anticoagulant drugs. Today, the anticoagulant drugs used as direct thrombin inhibitor (DTI) are hirudin, lepirudin, bivaluridin, and monovalent: argatroban, dabigatran. The single oral drug dabigatran is immediately broken down by the effect of the moisture in the air. The disadvantages of other inhibitors are that they can?t be taken by orally and due to a genetic disorder they shouldn?t be used by the patients who are lack of anti-thrombin III. For this reason, most of today?s pharmaceutical companies are working on the design of new drugs that is argatroban-based and so can be taken orally.The aim of this study is to investigate a direct thrombin inhibitor that has a small molecular structure and weight and can be taken orally on the basis of Argatroban and its basic structures.Firstly appropriate docking program and thrombin structure should be determined that is suitable for our thrombin system. To determine this, validation study was carried out with AutoDock and AutoDock Vina Programs by using 1k22, 1dwc and 1dwd coded structures that consist of the coordinates of three-dimensional structure of thrombin. According to the results of single docking validation study, 1dwc structure which has the smallest RMSD value and the lowest binding energy and AutoDock Vina Program which gives these results are found to be appropriate.In the light of the single docking studies, the parts that are commonly seen in TAME structure and Argatroban which is 1dwc structure are drawn by ZINC data bank. A data set was prepared that consists of 578 structures. Due to the calculation results of virtual ligand screening (VLS) that is obtained by using the data set and AutoDock Vina program, it is observed that the RMSD value of 175 molecules is smaller than 2 ?. 20 of these structures have the lowest binding energy and they will shed light to us in the design of new inhibitors on the future studies.