Türkiye'deki bazı Polygala L. (Polygalaceae) taksonlarının  fitokimyası ve kemotaksonomisi
Phytochemistry and chemotaxonomy of some Turkish Polygala L. (Polygalaceae) taxa
Yazar: AYŞE ÜNLÜ
Danışman: PROF. DR. ALİ ASLAN DÖNMEZ ; PROF. DR. İHSAN ÇALIŞ
Hacettepe Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Botanik Ana Bilim Dalı / Botanik Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2022
Konu: Biyoloji = Biology
Dizin: Fitokimya = Phytochemical ; Kemotaksonomi = Chemotaxonomy ; Oligosakkaritler = Oligosaccharides ; Polygala anatolica = Polygala anatolica ; Polygalaceae = Polygalaceae ; Temel bileşenler analizi = Principal components analysis

Özet:
Bu tez çalışması ile Türkiye'deki bazı Polygala L. (Polygalaceae) taksonlarının fitokimyası ve kemotaksonomisinin ortaya konması hedeflenmiştir. Polygala türleri Türkiye'de biri kültür, 17'si doğal olmak üzere toplamda 18 tür ile temsil edilmektedir. Bu taksonlardan beş tanesi endemiktir. Bu endemik türlerden P. inexpectata ve P. azizsancarii taksonlarının fitokimyasal içeriği ayrıntılı olarak çalışılmıştır. Türlerin fitokimyasal analizleri sonucunda izole edilen bileşiklerin yapıları 1D-NMR (1H NMR, 13C NMR, DEPT-135), 2D-NMR (COSY, NOESY, HSQC, HMBC), INADEQUATE, HRMS ve X-ışınları kristalografisi dahil olmak üzere spektroskopik yöntemler kullanılarak aydınlatılmıştır. Toplamda 19 adet bileşik elde edilmiştir. Bu bileşiklerin iki tanesi (3-O-β-D-glukopiranoziloksi-1,6-dihidroksi-2,5,7-trimetoksiksanton=Sancaroside A ve 3-O-β-D-glukopiranoziloksi-1,6-dihidroksi-2,7-dimetoksiksanton=Sancaroside B) literatüre yeni kazandırılmıştır. Taksonlar arasındaki kemotaksonomik ilişkiyi ortaya koymak için, dokuz Poygala taksonuna ait metanol ekstreleri LC-qTOF-MS cihaz kullanılarak metabolomik analizi yapılmıştır. Taksonlar arası taramalar yapılırken izole edilen bileşikler (1 tanesi flavon glikoziti, 1 tanesi lignan, 9 tanesi ksanton ve 8 tanesi sukroz esteri yapısında olarak), 4 referans madde (hederagenin, poligalaksanton, tenuifolin ve senegenin) ve cihaz kütüphanesinde bulunan tüm bileşikler dahil edilmiştir. Elde edilen sonuçlar çok değişkenli istatistiksel analizlerden PCA (Principal component analysis) analizi kullanılarak görselleştirilmiştir. PCA analiz sonuçlarına bakıldığında P. supina ve P. pruinosa'nın benzer kimyasallara sahip olarak diğer taksonlardan ayrıldığını, P. venulosa ve P. major'ün benzer kimyasallara sahip olduğu, P. inexpectata'nın taksonların tümünden farklı içeriğe sahip olduğunu söyleyebiliriz. 
Ayrıca taksonlar arası kemotaksonomik yaklaşım izole edilen bileşikler ve 4 adet referans dahil edilerek K-Ortalamalar kümeleme yöntemine göre de gerçekleştirilmiştir. Polygala tasonlarının optimum kümelenmesi, R studio ortamında temel paketlerin kullanımı ile, iki olarak hesaplanmıştır. Gruplar arası geçişi P. turcica'nın oluşturduğu bulunmuştur. P. turcica ile kimyasal içerikleri bakımından ikiye ayrılan taksonlardan bir grupta; P. supina, P. pruinosa, P. inexpectata'nın diğer grupta ise P. papilionacea, P. vulgaris, P. venulosa, P. major, P. monspeliaca'nın olduğu görülmektedir. Analizlerde belirleyici kimyasallar; 3'-O-feruloil-sukroz (sibirikoz A5), 3'-O-(sinapoil)-sukroz, 6-O-sinapoil,3'-O-trimetoksi-sinamoil-sukroz (tenuifolisid C), 3-O--D-glukopiranoziloksi-1,6-dihidroksi-2,5,7-trimetoksiksanton (Sancarozit A) ve 1,3,6-trihidroksi-2,5,7-trimetoksiksanton olarak bulunmuştur.
Bu analiz sonuçlarına bakıldığında ilk yapılan PCA analiz sonuçları ile K-Ortalamalar kümeleme yöntemi ile bulunan sonuçlar çoğulukla uyum içindedir.

Abstract:
In this thesis, it is aimed to reveal the phytochemistry and chemotaxonomy of some Polygala L. (Polygalaceae) taxa in Turkey. The genus is represented by 17 native and one cultivated species in Turkey. Five of these taxa are endemic. Phytochemical studies have been performed on the roots of P. azizsancarii and whole plant of P. inexpectata, both of which are narrow endemic species. 
Various compounds were isolated from the methanol extracts of the plants by using different chromatographic techniques. The structures of the isolated compounds were then determined by spectroscopic methods, including 1D-NMR (1H NMR, 13C NMR, DEPT-135), 2D-NMR (COSY, NOESY, HSQC, HMBC), INADEQUATE, HRMS and X-ray crystallographic studies. In total, 19 compounds were isolated. Based on the available spectroscopic data, the structures of 19 compounds were established as two previously undescribed xanthones; 3-O-β-D-glucopyranosyloxy-1,6-dihydroxy-2,5,7-trimethoxyxanthone (or sancaroside A) and 3-O-β-D-glucopyranosyloxy-1,6-dihydroxy-2,7-dimethoxyxanthone (or sancaroside B); seven previously described xanthones, one lignan, one flavone glycoside, and nine sucrose esters.
Metabolomic profiling of the plants was performed using an LC-qTOF-MS system. Isolated compounds, four reference compounds (namely hederagenin, polygalaksanton III, tenuifolin, and senegenin) and the compounds found in the device library were all included during inter-taxa screening. The metabolomic fingerprints of the plant species belonging to nine different taxa were subsequently classified by multivariate data analysis. The principal component analysis (PCA) yielded both similar and different metabolomic profiles between taxa. Considering the PCA analysis results, P. supina and P. pruinosa were distinguished from other taxa by having similar chemicals, while P. venulosa and P. major had similar chemicals. P. inexpectata, however, was shown to have a different chemical content from all other taxa.
In addition, an inter-taxa chemotaxonomic approach was implemented according to the K-Means clustering method by including the isolated chemicals and four references. The optimum clustering of Polygala taxa was estimated to be two by using the base packages in the R studio environment. It was observed that P. turcica represented the transition between the botanical groups. In a group of taxa that were divided into two with P. turcica in terms of chemical content, P. supina, P. pruinosa and P. inexpectata constituted one group, while P. papilionacea, P. vulgaris, P. venulosa, P. major and P. monspeliaca constituted the other group. The determining chemicals in our analyses were identified as 3'-O-feruloyl-sucrose (or sibiricose A5), 3'-O-(sinapoyl)-sucrose, 6-O-sinapoyl, 3'-O-trimethoxy-cinnamoyl-sucrose (or tenuifoliside C), 3-O-β-D-glucopyranosyloxy-1,6-dihydroxy-2,5,7-trimethoxyxantone (or sancaroside A) and 1,3,6-trihydroxy-2,5,7-trimethoxyxantone.
In conclusion, the results of the first PCA analysis and the results obtained by the K-Means clustering method are mostly in agreement.