Yeni sentezlenmiş 1,2,4-triazol-5-on türevlerinin sığır serum karbonik anhidraz aktivitesi üzerine etkisinin in vitro ve in siliko yöntemlerle incelenmesi
Investigation of the effect of newly synthesized 1,2,4-triazol-5-on derivatives on bovine serum carbonic anhydrase activity by in vitro and in silico methods
Yazar: HASAN AYALOĞLU
Danışman: PROF. DR. AHMET ÇOLAK
Karadeniz Teknik Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Kimya Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2019
Konu: Biyokimya = Biochemistry

Özet:
Karbonik anhidraz (CA)-II metabolizmada bazı süreçlerde çok önemli bir rol oynamaktadır. Bu nedenle, CA inhibitörleri ilaç tasarımında önemli moleküllerdir ve bazı farmakoljik uygulamalara sahiptir. Dolayısıyla, ülser, obezite, kanser, epilepsi ve glokoma gibi bazı hastalık durumlarının giderilmesinde hedef enzim durumundadır. Bu çalışmada, yeni sentezlenen bazı triazol bileşiklerinin endüstriyel ve klinik öneme sahip olan CA için inhibisyon potansiyelleri incelendi. Öncelikle ticari olarak satın alınan sığır serum karbonik anhidraz (bCA) için optimum reaksiyon şartları tespit edildi. Daha sonra biyokimyasal in vitro kinetik çalışmalar yapılarak organik moleküllerin bCA inhibisyon potansiyelleri IC50 değerleri hesaplanarak belirlendi. Buna göre incelenen moleküller arasında 7c bileşiğinin 60,80 µM olan IC50 değeri ile en etkili molekül olduğu tespit edildi. bCA için en etkili inhibitör olarak tespit edilen 7c molekülü varlığında inhibisyon türü ve Ki değeri belirlendi. Buna göre, inhibisyonun türünün yarı-yarışmalı (uncompetetive) ve Ki değerinin de         60,67 mM olduğu gözlendi. Moleküler modelleme çalışmalarıyla da her bir molekülün bCA'nın kristal yapısıyla aktif bölgede etkileşimi in siliko olarak ele alındı. Bu çalışmada incelenen 11 molekülden 7c molekülünün enzimle en iyi etkileşen dört molekülden biri olduğu belirlendi. Enzimle inhibitörün etkileşiminde Gln102, Leu240, Ala241 ve Trp243 aminoasit birimlerinin etkili olduğu görüldü. Yeni sentezlenmiş moleküllerin Absorpsiyon, dağılım, metabolizma ve eliminasyon (ADME) özellikleri de ayrıca incelendi ve görüldü ki bu çalışmada ele alınan tüm moleküller iyi bir oral ilaç adayıdır.

Abstract:
Carbonic anhydrase (CA) -II plays a crucial role in some processes in metabolism. For this reason, CA inhibitors are important molecules in drug design and have some pharmacological applications. Therefore, CA is the target for the treatment of certain disease states such as ulcer, obesity, cancer, epilepsy and glaucoma. In this study, the inhibition potential of some newly synthesized triazole compounds for CA, which has industrial and clinical importance, was investigated. First, the optimum reaction conditions for commercially available bovine serum carbonic anhydrase (bCA) were determined.  Then, biochemical in vitro kinetic studies were performed to determine the bCA inhibition potential IC50 values of organic molecules. According to this, 7c was the most effective molecule with an IC50 value of 60.80 µM. Inhibition type and Ki value were determined in the presence of 7c molecule which was found to be the most effective inhibitor for bCA. Accordingly, the type of inhibition was uncompetetive and the Ki value was 60.67 mM. In molecular modeling studies, the interaction of each molecule with the crystal structure of bCA in the active site was considered as in silico. In this study, it was determined that 7c of the 11 molecules examined was one of the four molecules that interacted best with the enzyme. Gln102, Leu240, Ala241 and Trp243 amino acid units were found to be effective in the interaction of the enzyme and the inhibitor. The Absorption, Distribution, Metabolism and Excretion (ADME) properties of the newly synthesized molecules have also been examined and found to be a good candidate for oral medication.