Potansiyel DNA hedefli bir antikanser ilaç adayı olarak yeni sentezlenen asimetrik diimine Schiff bazının biyolojik aktivitelerinin ve dna etkileşimlerinin araştırılması
Investigation of biological activities and DNA interactions of newly synthesized asymmetric diimine Schiff base as a potential dna-targeted anticancer drug
Yazar: ZEHRA KÜBRA YILMAZ
Danışman: PROF. DR. BELMA ASLIM
Gazi Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Biyoloji Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2019
Konu: Biyoloji = Biology ; Biyoteknoloji = Biotechnology

Özet:
Çoğu kemoterapötik antikanser ilaç, DNA ile etkileşime girerek antitümör aktivite göstermektedir. Antikanser adayı yeni ilaçların keşfedilmesinde DNA hedefli ilaçlar önemli yer tutmaktadır. Bu tez çalışmasında, yeni sentezlenen, karakterize edilen ve yapısal özellikleri tanımlanan 2-(4-(2-hidroksibenzilidenamino)benzilidenamino)benzoik asit olarak adlandırılan asimetrik diimin Schiff bazının DNA hedefli antikanser ilaç adayı olabilme potansiyelini ortaya koymak amacı ile biyolojik aktivitesi çalışılmıştır. Öncelikli olarak, DNA bağlanma,  DNA kesim aktivitesi çalışmaları ile DNA hedefli ilaç adayı olabilme potansiyeli araştırılmıştır. Sonra ise, topoizomeraz IIα inhibisyon aktivitesi, HT-29 ve HeLa kanser hücre hatlarında antiproliferatif aktivite ve sitokinez-blok mikronükleus (CBMN) çalışmaları ile antikanser ilaç adayı olabilme potansiyeli ortaya konulmuştur. Ayrıca, Schiff bazının biyolojik materyallerde güvenli kullanımı mutajenite çalışması (Ames testi) ile test edilmiştir. Schiff bazının interkalasyon yoluyla DNA'ya etkili bir şekilde bağlandığı, 2000-3500 µM arasındaki konsantrasyonlarda singlet oksijen veya singlet oksijen benzeri türler gibi reaktif oksijen türlerinin (ROS) oluştuğu bir oksidatif DNA hasar yolağı üzerinden kesim aktivitesi gösterdiği, 500 ve 1000 µM konsantrasyonlarında topoizomeraz IIα inhibisyon aktivitesi gösterdiği tespit edilmiştir. Ayrıca, en yüksek 500 ve 1000 µM konsantrasyonlarında HT-29 ve HeLa hücrelerinde antiproliferatif aktivite gösterdiği ve 1000 µM konsantrasyonunda da apoptozis ölüm yolağı üzerinden genotoksik bir hasar yarattığı belirlenmiştir. 200-2000 µM arasındaki konsantrasyonlarda ise, mutajenik bir aktivite sergilemediği tespit edilmiştir. Sonuç olarak, Schiff bazının düşük konsantrasyonlarda DNA ile etkileştiği, 2000 µM ve daha yüksek konsantrasyonlar da DNA'yı keserek, topoizomeraz IIα'yı inhibe ederek, kanser hücrelerinde de DNA hasarını indükleyerek hücre bölünmesini engellediği ve neticede apoptozis veya otofaji ölüm yolağı üzerinden etkili olduğu sonucuna varılmıştır. Bu özelliklerinden ötürü, Schiff bazının güvenli kullanılabilecek, DNA hedefli bir antikanser ilaç olmaya aday olabileceği söylenebilir.

Abstract:
Most chemotherapeutic anticancer drugs show antitumor activity by interacting with DNA. DNA-targeted drugs hold an important place in the discovery of new anticancer drugs. In this thesis study, the biological activity of an asymmetric diimine Schiff Base designated as 2-(4-(2-hydroxybenzylideneamino)benzylideneamino) benzoic acid, which was newly synthesized, characterized, and whose structural properties were defined, was studied in an attempt to discover its potential for being a DNA-targeted anticancer drug candidate. Firstly, its potential to be a DNA-targeted drug was investigated by DNA binding and DNA cleavage activity studies.Then, its potential to be an anticancer drug was demonstrated by topoisomerase IIα inhibition activity, antiproliferative activity in HT-29 and HeLa cancer cell lines, and cytokinesis-block micronucleus (CBMN) studies. In addition, safe use of Schiff base in biological materials was tested by mutagenicity study (Ames test). It was demonstrated that the Schiff base effectively bound to DNA via intercalation; showed cleavage activity through an oxidative DNA damage pathway whereby reactive oxygen species (ROS) such as singlet oxygen or singlet oxygen-like entity are formed at concentrations of 2000-3500 µM; and showed topoisomerase IIα inhibition activity at concentrations of 500 and 1000 µM. Furthermore, it was determined that, it showed antiproliferative activity in HT-29 and HeLa cells at the highest 500 and 1000 µM concentrations and it caused genotoxic damage via apoptosis death pathway at 1000 µM concentration. At concentrations between 200 and 2000 µM, on the other hand, it was found that it did not show a mutagenic activity. As a result, it was concluded that the Schiff base interacts with DNA at low concentrations, inhibits cell division by cleaving DNA, inhibits topoisomerase IIα, and induces DNA damage in cancer cells, thereby acting via apoptosis or autophagy death pathway at concentrations of 2000 µM or above. Because of these properties, it may be suggested that the Schiff base may be candidate for a safe DNA-targeted anticancer drug.