Bazı Achillea l. türlerinin LCMS-IT/TOF ve LC-MS/MS ile metabolik profillerinin çıkarılması ve biyolojik activitelerinin belirlenmesi
Determining the metabolic profile of some Achillea speci̇es by LC-MS-IT-TOF and LC-MS/MS. and investigation of their biological activities
Yazar: MUSTAFA ABDULLAH YILMAZ
Danışman: PROF. DR. HAMDİ TEMEL
Dicle Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Kimya Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2015
Konu: Kimya = Chemistry

Özet:
Bu doktora tez çalışmasında, Asteracae familyasına ait 14 farklı Achillea türünün majör sekonder metabolitleri LC-MS/MS ve LC-MS IT-TOF cihazlarıyla belirlenerek ekstrelerinin antioksidan ve antikanser aktiviteleri araştırıldı. Çalışılan türlerin (A. biebersteinii Afan, A. coarctata Poir., A. kotschyi subsp. kotschyi, A. lycaonica Boiss. et Heldr., A. millefolium L. subsp. millefolium L., A. schischkinii Sosn., A. setacea Waldst. et Kit., A. sintenisii Hub.-Mor., A. wilhelmsii C. Koch subsp. wilhelmsii, A. teretifolia Willd., A. goniocephala Boiss. et Bal., A. nobilis L. subsp. neilreichii Formanek, A. spinulifolia Fenzl ex Boiss.ve A. monocephala Boiss. & Balansa) teşhisi yapılıp kurutularak toprak altı ve toprak üstü kısımlar şeklinde ayrıldı. Çalıştığımız türlerin kloroform-metanol (1:1) ekstrelerinin UHPLC-ESI-IT-TOF MS cihazı ile kalitatif olarak sekonder metabolik profilleri belirlendi. Bu çalışmada Achillea türlerinde 89 adet sekonder bileşen tespit edildi. 
	Ayrıca, kloroform-metanol (1:1) ve etanol ekstrelerinin LC-MS/MS ile 37 bileşenin kalitatif ve kantitatif analizi için kapsamlı bir metot geliştirildi. Bu çalışmadaki dikkate değer önemli bulgular; A. kotschyi'nin toprak altı etanol ekstresinde klorojenik asit (55812.2 µg/g ekstre), A. schischkinii'nin toprak üstü etanol ekstresinde kinik asit (38293.02 µg/g ekstre), A. monocephala'nın toprak altı metanol-kloroform ekstresinde fumarik asit (12986.93 µg/g ekstre), A. millefolium'un toprak üstü metanol-kloroform ekstresinde malik asit (12945.44µg/g ekstre), A. coarctata'nın toprak üstü etanol ekstresinde rutin (11120.52 µg/g ekstre) ve A. teretifolia'nın toprak altı etanol ekstresinde ise  kersetin (9085.56 µg/g ekstre) şeklinde sıralanabilir. 
	Çalışılan Achillea türlerinin etanol ekstrelerinin antioksidan etkileri, DPPH serbest radikal süpürücü aktivitesi, ABTS katyon radikali giderim aktivitesi, β-Karoten lipit peroksidasyon test sistemi ve CUPRAC bakır indirgeme kapasitesi yöntemleriyle incelenmiştir. Her yöntemde en aktif ekstrelere baktığımızda  DPPH yönteminde A. nobilis'in  toprak altı (IC50: 12,23±0,24), ABTS yönteminde A. monocephala'nın toprak altı (<10), A. nobilis'in toprak altı (<10), A. kotschyi'nın toprak altı (<10), CUPRAC yönteminde ise A. nobilis ve A. kotschyi'nin toprak altı (sırasıyla 3.675±0,130 ve 3.547±0,039) olduğu belirlenmiştir. β-Karoten lipit peroksidasyon yönteminde ise genel olarak tüm türlerin düşük ve orta derecede aktif olduğu belirlenmiştir. Buna ek olarak, çalışılan türlerintoplam fenolik içeriği (A. nobilis toprak altı (282,97±3,14 µg pirokatekole eşdeğer/mg ekstre)) ile toplam flavonoid içeriği (A. schischkinii toprak altı (35,36±0,54 µg kersetine eşdeğer/mg ekstre)) belirlenmiştir. Ayrıca antikolinesteraz aktivite sonuçlarına göre tüm ekstreler arasında en yüksek aktiviteyi hem bütirilkolinesteraz hem de asetilkolinesteraz enzim inhibisyonunda A. monocephala'nın toprak üstü ekstresi (sırasıyla 39.73±1.51, 19.60±0.44) göstermiştir. Çalışmanın diğer kısmında da çalışılan 14 Achillea türünün metanol-kloroform (1:1) ekstrelerinin HeLa (İnsan Servikal Karsinoma Hücreleri) hücrelerine karşı antikanserojen aktivitelerini incelenmiştir. En yüksek sitotoksik aktiviteyi A. goniocephala toprak üstü (-0.009), A. millefolium toprak üstü (-0.0059), A. wilhelmsii toprak üstü (-0.0146), A. spinulifolia toprak altı (-0.03) ve toprak üstü (-0.02) ve A. schischkinii toprak üstü (-0.0034) ekstreleri göstermişlerdir.

Anahtar Kelimeler : Achillea, sekonder metabolit, LC-MS IT-TOF, LC-MS/MS, antioksidan, antikanser.

Abstract:
In this pHd study, major secondary metabolites of 14 different Achillea species that belong to Asteracae family were determined by LC-MS/MS and LC-MS IT-TOF instruments. Also antioxidant and and anticancer properties of these species were investigated. The studied species (A. biebersteinii Afan, A. coarctata Poir., A. kotschyi subsp. kotschyi, A. lycaonica Boiss. et Heldr., A. millefolium L. subsp. millefolium L., A. schischkinii Sosn., A. setacea Waldst. et Kit.,A. sintenisii Hub.-Mor., A. wilhelmsii C. Koch subsp. wilhelmsii, A. teretifolia Willd., A. goniocephala Boiss. et Bal., A. nobilis L. subsp. neilreichii (Kerner) Formanek, A. spinulifolia Fenzl ex Boiss.ve A. monocephala Boiss. & Balansa) were taxonomically identified, dried and their overground and underground parts were seperated. The secondary metabolic profiles of the chloroform-methanol (1:1) extracts of the species were determined qualitatively by UHPLC-ESI-IT-TOF MS instrument. With this study 89 metabolites were identified in studied Achillea species. 
	By developing and validating a comprehensive LC-MS/MS method, 37 phytochemicals of chloroform-methanol (1:1) and ethanol extracts of the species were analysed qualitativeley and quantitatively. In LC-MS/MS study, chlorogenic acid (55812.2 µg/g extract) in underground ethanol extract of A. kotschyi, quinic acid (38293.02 µg/g extract) in overground ethanol extract of A. schischkinii, fumaric acid (12986.93 µg/g extract) in underground chloroform-methanol extract of A. monocephala, malic acid (12945.44 µg/g extract) in overground chloroform-methanol extract of A. millefolium, rutin (11120.52 µg/g extract) in overground ethanol extract of A. coarctata, quercetin (9085.56 µg/g extract) in underground ethanol extract of A. teretifolia were found to be the richest analytes. 
	Additionally, the antioxidant activities of the studied species were determined by using DPPH free radical scavenging assay, ABTS radical cation decolorization assay, β-carotene lipit peroxidation test system and CUPRAC cupper reduction capacity methods. For DPPH A. nobilis-underground (IC50: 12,23±0,24), for ABTS A. monocephala-underground (<10), A. nobilis-underground (<10) and A. kotschyi-underground (<10) and for CUPRAC A. nobilis and A. kotschyi-underground (3.675±0,130 and 3.547±0,039 respectively) extracts were the most active extracts for the studied methods. And for β-carotene lipid peroxidation test system all of the studied species were low or moderately active. Moreover, total phenolic content (A. nobilis-underground (282,97±3,14 µg pyrocatechol equivalent/mg extract)) and total flavonoid content (A. schischkinii-underground (35,36±0,54 µg quercetin eqivalent /mg extract)) of the studied species were investigated. According to the anticholinesterase activity results the highest activity in both butyrylcholinesterase and acetylcholinesterase enzyme inhibition was shown by overground extract of A. monocephala (39.73±1.51 and 19.60±0.44 respectively). Most importantly, the cytotoxic (anticancer) activities (on HeLa (Human Cervical Carcinoma Cell Line) of the chloroform-methanol extracts of the overground and underground parts of the 14 Achillea species were determined. Though most of the extracts were highly active, the highest cytotoxic activities were shown by A. goniocephala's (-0.009), A. millefolium's (-0.0059), A. wilhelmsii's (-0.0146), A. schischkinii's overground (-0.0034), A. spinulifolia's underground (-0.03) and overground (-0.02), extracts.

Keywords : Achillea, seconder metabolite, LC-MS IT-TOF, LC-MS/MS, antioxidant, anticancer.