Doğal yaşlanma sürecindeki insan beyinlerinin karşılaştırmalı mitokondriyal proteomik analizleri
Comparative mitochondrial proteomic analysis of human brains during naturally occuring senescence
Yazar: CAN KAYACILAR
Danışman: PROF. DR. İHSAN KARA
İstanbul Üniversitesi / Sağlık Bilimleri Enstitüsü / Sinir Bilimi Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2009
Konu: Biyokimya = Biochemistry ; Geriatri = Geriatrics ; Nöroşirürji = Neurosurgery
Dizin: Beyin = Brain ; Protein analizleri = Protein analysis ; Proteinler = Proteins ; Proteomikler = Proteomics ; Yaşlanma = Aging ; İnsan = Human

Özet:
Ortalama insan yaşam süresinin giderek artması ve yaşla kazanılan yılların ülke ekonomisine, topluma, aileye ve bireyin kendisine yük olmadan, sağlıklı ve verimli bir şekilde geçirilmesini hedefleyen bilimsel çalışmalar son yıllarda artmış durumdadır. Yaşlanmanın etiyolojisinde mitokondri organelinin anahtar rol üstlendiği düşünülmektedir. Mitokondriyal proteinlerin yaşla birlikte değişiminin araştırılması bu yönden büyük önem taşımaktadır. İnsan Genom Projesinin tamamlanması ve gelişen teknolojinin sağladığı imkanlarla birlikte proteom çalışmaları literatürde hızla artmaktadır. Bu çalışmalar ilk yıllarda doku proteomlarının profillenmesi şeklinde başlamıştır. Fakat günümüzde proteomun sahip olduğu karmaşıklık ve dinamizimden dolayı hücre içi bölümlerin (örneğin organeller, membranlar) proteomik çalışmaları gündemdedir. Bu tez çalışmasında doğal yaşlanma sürecindeki insan beyinlerinin mitokondriyal proteomik analizinin yapılabilmesi için iki boyutlu yüksek verimlilikli likit kromatografi (2D-HPLC) yönteminden yararlanılmıştır. Bu yöntemde proteinler 1. boyutta sahip oldukları izoelektrik (pI) değerlerine göre, 2. boyutta ise hidrofobisitelerine göre ayrıştırılmaktadır. Yapılan analizler sonucunda yaşlanmaya bağlı proteinlerde görülen hidrofobisite ve pI değişimleri, bazik-hidrofilik özellikteki proteinlerin ilerleyen yaş ile birlikte anlamlı bir şekilde azaldığı, asidik-hidrofobik karakterdeki proteinlerin ise anlamlı bir şekilde arttığı belirlenmiştir. İnsan beyninin doğal yaşlanma sürecinde, mitokondriyal proteinlerde görülen bu değişimlerin kaynağının, literatürde biriken bilgiler ışığında, yaşlanmayla birlikte artan oksidatif stresten kaynaklanan oksidatif protein modifikasyonları olduğu söylenebilir. Bu modifikasyonlar global olarak proteinlerin karbonilasyonu, oksidasyonu ve nitrasyonu şeklinde görülmekte ve proteinlerin pI ve hidrofobisite değerlerinin değişmesine neden olmaktadır. Bu değişimler proteinlerin fonksiyonlarını azaltmakta, hasara uğrayan proteinlerin yıkımını geciktirerek hücre içerisinde birikimini sağlamaktadır. Zaman içerisinde hücre fizyolojisinde meydana gelen bu fonksiyon bozulmalarının yaşlanma denilen progresif olgunun oluşmasına neden olduğu düşüncesi ile bu tez çalışmasıyla erişilen bulgular örtüşür niteliktedir.

Abstract:
In recent years, scientific researches on prolonging the average life span of humanbeings and also on humans living healthily without being a burden to the national economy, the family and the society within these prolonged years have increased. Mitochondria organelle is assumed to have the key role in the aetiology of ageing. Therefore, researches on the variation of mitochondrial proteins in the ageing have an overriding importance. In collaborations with the completion of Human Genome Project and developing high technology, proteomic researches are rapidly scaling up in the literature. These researches in the beginning were about the profiling of different tissues. However, at the present time subcompartments of the cells (like organelles and membranes) are the subject of proteomic researches to complexity and dynamism of the whole proteome. In this thesis, two dimensional high performance liquid chromatography (2D-HPLC) is practiced on the research for mitochondrial protein variation in natural ageing in human brains. Proteins are separated according to their pI and hydrophobicity with this technique. Results of the experimental analysis in pI and hydrophobicity properties of the proteins show that basic-hydrophilic proteins are significantly decreasing but acidic-hydrophobic proteins are significantly increasing with age. In the light of the literatures knowledge, the reason for this observed changing in the mitochondrial proteins could be oxidative modifications of the proteins due to increased oxidative stress with age. All proteins are affected from these modifications, like carbonylation, oxidation and nitration, and the cause of the change in their pI and hydrophobic properties. These changes decrease the functions of the proteins, delay the degradation of them and therefore getting accumulation of them in the cell. Impairment of the protein functions in the cellular physiology due to that reasons cause a progressive phenomenon called ageing and finding of this thesis is supported to this idea.