Ruskogeninler'in mikrobiyal biyotransformasyonu
Microbial biotransformation of ruscogenins
Yazar: ÖZGE ÖZÇINAR
Danışman: PROF. DR. BİJEN KIVÇAK ; PROF. DR. ERDAL BEDİR
Ege Üniversitesi / Sağlık Bilimleri Enstitüsü / Farmakognozi Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2018
Konu: Eczacılık ve Farmakoloji = Pharmacy and Pharmacology
Dizin: Alternaria = Alternaria ; Biyotransformasyon = Biotransformation ; Farmakognozi = Pharmacognosy ; Mantarlar = Fungi ; Neosartorya = Neosartorya ; Ruscogenins = Ruscogenins ; Ruscus aculeatus L. = Ruscus aculeatus L.

Özet:
Ruscus aculeatus'un (Butcher's broom, Rusci rhizome, Asparagaceae) toz edilmiş rizomları, ekstreleri ve majör biyoaktif steroidal sapogeninleri olan ruskogeninler (neoruskogenin ve ruskogenin), gösterdikleri farmakolojik aktivitelerden dolayı kronik venöz yetmezlik, variköz ven, hemoroit ve ortostatik hipotansiyon tedavisinde kullanılan birçok farmasötik preperatta yer almaktadır.Literatürde ruskogenin ile yapılmış biyotransformasyon çalışmalarının oldukça az olduğu ve ruskogeninlerin metabolizması ile ilgili in vitro veya in vivo çalışma bulunmadığı görülmüştür. Bu tez çalışmasının amacı, ruskogeninlerin metabolizması hakkında bir öngörüde bulunulması ve mikrobiyal biyotransformasyon ile yeni neoruskogenin türevlerinin eldesi ile bir molekül kütüphanesinin oluşturulmasıdır. Tez çalışması kapsamında ilk aşamada, ruskogeninlerin metabolizmasına ışık tutmak amacıyla Cunnighamella blakeseleena ile mikrobiyal biyotransformasyon çalışması gerçekleştirilmiştir. İkinci aşamada ise, endofitlerin biyokatalist olarak kullanımındaki potansiyelinin ortaya konulması amacıyla Astragalus angustifolius'tan izole edilen endofitik funguslar ile neoruskogeninin biyotransformasyonu için Alternaria eureka ve Neosartorya hiratsukae endofitleri ile preperatif ölçekte biyotransformasyonu gerçekleştirilmiştir. Çalışmaların sonucunda izole edilen 25 yeni biyotransformasyon ürününün kimyasal yapısı NMR ve HRTOFMS ile aydınlatılmıştır. C.blakesleeana ile ruskogeninlerin biyotransformasyonu sonucunda oksidasyona uğramış 8 yeni türev elde edilmiştir. Neoruskogeninin N. hiratsukae endofitik fungusu ile biyotransformasyonu sonucunda glukozillenmiş türev ile birlikte çoğunlukla P450 monooksigenaz ürünleri olan 3 yeni türev elde edilmiştir. A. eureka endofitik fungusuyla gerçekleştirilen çalışma sonucunda hidroksilasyon, oksidasyon ve epoksidasyon reaksiyonlarının katalizlendiği görülmüştür. Ayrıca literatürde ilk kez bu çalışma ile spiroketal halka sisteminin açılması ve ileri modifikasyonlar sonucunda farklı yapıdaki metabolitler de elde edilmiştir. Ayrıca C-22/C-26 sisteminin açılarak furostanol tip steroidal bir halka sisteminin oluşmasının ardından C-18 ve C-22 arasında bir oksijen köprüsünün oluşması, steroit kimya yapısına bileşikler için bir ilk olmuştur.

Abstract:
The powder roots of Ruscus aculeatus (Asparagaceae), extracts and the mixture of the major bioactive steroidal sapogenins ruscogenins (neoruscogenin and ruscogenin), have been component of various pharmaceutical preparations to treat chronic venous insufficiency, varicose veins, hemorrhoids and orthostatic hypotension due to their pharmacological activites. Biotransformation studies performed on ruscogenin have so far been limited and there has been neither in vitro nor in vivo report on ruscogenins revealing its metabolism. The aim of this thesis is to estimate metabolism of ruscogenins and obtain new analogs deriving from neoruscogenin. In order to shed light into metabolism of ruscogenins, biotransformation studies performed by C. blakeseleena. Additionally, in order to investigate the potential use of endophytes as biocatalyst; prior to preparative scale studies of neoruscogenin by Alternaria eureka and Neosartorya hiratsukae, analytical scale biotransformation studies performed by endophytes isolated from Astragalus angustifolius. As a result twenty five previously unreported metabolites isolated and the chemical structures elucidated by NMR and HRTOFMS. Fermentation of ruscogenins with C. blakesleeana yielded 8 new oxygenated metabolites. Biotransformation of neoruscogenin by endophytic fungus N. hiratsukae afforded three new neoruscogenin derivatives. Mainly P450 monooxygenase products obtained together with a glycosylated metabolite . A. eureka performed hydroxylation, oxidation, epoxidation reactions and cleavage of the spiroketal system together with further transformations. As far as can be ascertained from the literature; this is the first study reporting conversion of the spirostanol skeleton to cholestane type. In addition conversion to furostanol-type and then leading to an epoxy bridge between C-18 and C-22 was encountered for the first time in steroid chemistry.