Bupropion antidepresanının, antibakteriyel etkilerinin araştırılması, DNA'ya bağlanmasının İn vitro ve İn silico analizi
Investigation of antibacterial effects of Bupropion antidepressant, In vitro and In silico analysis of DNA binding
Yazar: ELİF KARA
Danışman: DR. ÖĞR. ÜYESİ EBRAHİM VALİPOUR ; DR. ÖĞR. ÜYESİ ARZU EROL
Zonguldak Bülent Ecevit Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Moleküler Biyoloji Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2019
Konu: Biyoteknoloji = Biotechnology

Özet:
Dopamin Gerialım İnhibitörleri sınıfında yer alan, Bupropion hidroklorür majör depresif bozukluğun birinci basamak tedavisi ve nikotin tedavisinin ana ajanı için önerilen maddeler arasında yer alan antidepresan bir ilaçtır. Bupropion hidroklorür kullanımı Türkiye de her gün artmakta ve bazı antidepresan ilaçların genotoksisitesi ve antibakteriyel etkisini gösteren çalışmalar bulunmaktadır.

DNA'da meydana gelecek hasarı gözlemlemek için; süper-coil plazmid DNA'nın (pUC19) Bupropion hidroklorür ile inkübe edilip, agaroz jel elektroforezi ile gözlenip, spektrofotometrik ve in siliko analiz ile ilacının DNA'ya bağlanma sabiti hesaplanmıştır. Gastrointestinal sistemden emilimi olan bupropionun bağırsak flora bakterileri üzerinde olumsuz etkilerinin gösterilmesinde çalışılmak üzere E. coli ve E. faecelis tercih edilmiştir.

Sigara kullanımı, askorbik asit tüketimini artırmaktadır. Farklı ilaç konsantrasyonlarının askorbik asit varlığında DNA ile muamele edildiğinde, DNA üzerinde olumsuz bir etkisi olmadığı tesbit edilmiştir. Demir elementi organizmaların enerji metabolizmasında önemli role sahiptir. DNA'yı sabit derişimde demir ve hidrojen peroksit varlığında bupropionun farklı derişimi ile muamele ettiğimizde DNA'daki kırık oranı ilaç derişimine bağlı artış gösterdiği tespit edilmiştir. Malignit dokularda bakır konsantrasyonu artmaktadır. DNA bakır ile muamele  edildiğin de DNA'da kırılmaya sebep olmamıştır. Bupropion, oksidatif ajan olan hidrojen peroksit varlığında DNA'nın kırılmasını tetiklediği, indirgeyici ajan olan askorbik asit varlığında DNA üzerinde herhangi bir kırma etkisi olmadığı gösterilmiştir. Spektrofotometre analize göre; bupropıonun DNA'ya bağlanma sabiti (Kb 3,72×107M-1)  ilacın DNA'ya güçlü bir şekilde bağlandığını göstermektedir. İn-siliko analizi bupropion ilacının DNA'ya bağlanma sabiti (5,72E+05) spektrofotometreden elde edilen sonucu desteklemiştir. E.coli ve E.faecelis üzerinde Bupropion'un 40mM derişimi her iki suşuda oldürdüğü gözlemlenmiştir.

Sonuç olarak, bu ilacın flora bakterilerini öldürerek dysbiosis ve radikal hidroksitleri oluşturarak DNA'ya zarar verme riski vardır.

Abstract:
Bupropion hydrochloride, a class of dopamine reuptake inhibitors, is an antidepressant drug that is recommended for the first-line treatment of major depressive disorder and for the nicotine therapy. Bupropion hydrochloride usage is increasing every day in Turkey. There are studies showing the genotoxicity and antibacterial effect of some antidepressant drugs.
In this study, the effect of different concentrations of Bupropion on DNA, alone and in the presence of ascorbic acid, hydrogen peroxide, iron and copper was investigated by agarose gel electrophoresis method. DNA binding of Bupropion was examined by UV-Vis spectrophotometer and in-silico method. In addition, the effect of this drug on the growth of some bacterial flora strains was investigated by serial dilution and disc diffusion method.
When DNA was treated with different concentrations of the drug in the presence of ascorbic acid, it was found to have no negative effect on DNA. When we treat DNA with a different concentration of bupropion in the presence of iron and hydrogen peroxide at constant concentration, it has been found that the fracture rate in DNA increases due to drug concentration. No breakage occurred when the DNA was treated with copper. Bupropion has been shown to induce DNA breakage in the presence of hydrogen peroxide, an oxidative agent, and no breaking effect on DNA in the presence of ascorbic acid, the reducing agent. According to the spectrophotometer analysis; bupropion binding constant to DNA (Kb3.72 × 107M-1) indicates that the drug binds strongly to DNA. In-silico analysis of the bupropion drug's DNA binding constant (5.72E + 05) supported the result obtained from the spectrophotometer. The 40mM of Bupropion was observed to kill both E.coli and E.faecelis strains.
In conclusion, this drug has the risk of causing dysbiosis by killing the flora bacteria and, and damaging DNA by creating radical hydroxides.