Biyoaktif molekül analoglarının yapımında kullanılabilir şeker esterlerinin sentezi
Synthesis of sugar esters to be used in the development of bioactive molecule analogues
Yazar: SERAP ÇETİNKAYA
Danışman: PROF. DR. ALİ FAZIL YENİDÜNYA
Cumhuriyet Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Moleküler Biyoloji ve Genetik Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2018
Konu: Biyokimya = Biochemistry ; Biyoteknoloji = Biotechnology
Dizin: Biyoteknoloji = Biotechnology ; Enzimatik sentez = Enzymatic synthesis ; Genetik-biyokimyasal = Genetics-biochemical

Özet:
Şeker-yağ asidi esterlerinin sentezinde kısıtlayıcı parametre organik ortamda substrat çözünürlüğüdür. Şekerler birçok organik ortamda yeterince çözünmemektedir. Öte yandan şekeri çözen birçok organik ortam enzim aktivitesine elverişli değildir. Ayrıca bu iki temel koşulu karşılayan organik çözücülerin çoğu tepkime ortamında birbiri ile faz oluşturabilmektedir. Bu üç sorunu bertaraf edebilmek için ilk çalışmalar çözünürlük kapsamında yürütüldü. Bulgular doğrultusunda, tepkime ortamı olarak iki organik çözücü çifti tercih edildi: dimetilsulfoksit/tert-bütanol ve dimetil sülfoksit/2-metil-2-bütanol. Dimetilsulfoksit yerine dimetilformamit de kullanılabilirdi. Ancak, şeker çözünürlüğünün dimetilformamitde nispeten daha az olduğu saptandı. Her bir şekerin esterleşmede farklı davranış gösterebileceği düşüncesiyle birden fazla şeker denendi. Örneğin, ribozların doğada fonksiyonel moleküllerde yapı birimi olarak heksozlardan çok daha yaygın tercih edilmesine karşın, mevcut literatürde şeker esterlerinde hiç kullanılmadığı görüldü. Yağ asidi zincir uzunluğunun tepkime verimi üzerinde etkili olduğuna ilişkin bilgi vardır. Bu nedenle deneylerde birden fazla yağ asidi kullanıldı.Şeker esterleri sırasıyla ince tabaka kromatografisi, IR, ve NMR ile analiz edildi. Ayrıca yalnızca bir örneğin HSQC ve kütle spektrometri analizi de yapıldı.Kullanılan şeker ve yağ asidinin cinsinden bağımsız olarak enzim içermeyen kontrol deneyleri de, her seferinde esterleşme ürünü verdiğinden, diğer örneklere uygulanan işlemler ve analiz yöntemlerine bu örnekler de dahil edildi. Rasgele örnekler seçilerek HPLC ile ppm düzeyinde verim analizi yapıldı. Elde edilen bulgular organik bir tepkime ortamında ve enzim ya da tanımlı bir kimyasal katalizör yokluğunda şeker esterlerinin sentezlenebildiğini tekrarlı olarak doğruladı. Bu sonuç literatürde mevcut olmayıp, teze özgü orijinal bir bulgudur. Bu bulgu yine literatürde mevcut olmayan ve farklı yağ asitleri ile sentezlenen riboz esterleri için de doğrulanmıştır.

Abstract:
The limiting parameter in the synthesis of sugar-fatty acid esters is the substrate solubility in the organic medium. Sugars are not sufficiently soluble in many organic media. On the other hand, many sugar-dissolving organic media are not suitable for enzyme activity. In addition, most of these two essential organic solvents can form phases with each other in the reaction medium. In order to overcome these three problems, the first studies were carried out on the solvability. In the lights of findings, two organic solvent pairs were preferred as the reaction medium, as indicated in the thesis text: dimethylsulfoxide / terbutanol and dimethylsulfoxide / 2-methyl-2-butanol. Dimethylformamide could also be used instead of dimethylsulfoxide. However, the sugar solubility was found to be relatively low in this latter solvent. More than one sugar were tried, on the grounds that each sugar could behave differently to esterification. For example, although ribose is much more commonly used as a structural unit in nature than hexoses, it has not been used in sugar esters in the current literature. There is information that the chain length of the fatty acid is effective on the reaction efficiency. For this reason, more than one fatty acid was used in the experiments. Sugar esters were analysed by thin layer chromatography, IR, and NMR, respectively. Only one sample HSQC and mass spectrometry analysis were also performed. Since enzyme-free control experiments, independent of the type of sugar and fatty acid used, gave rise to the esterification product each time, these samples were also included in the procedures and analysis methods applied to the other samples. Random samples were also selected and used for the yield analysis at ppm level by HPLC. The obtained findings reaffirmed that sugar esters could be synthesized in an organic reaction medium and in the absence of an enzyme or a defined chemical catalyst. This result has not  been available in the literature and therefore it was an original finding of the treatise. This finding has also been confirmed for ribose esters with different fatty acids which are not present in the literature.