Perillil alkolün bazı fungus ve bakteriler ile mikrobiyal transformasyon tepkimeleri ve metabolitlerin in vitro biyolojik aktiviteleri
Microbial transformation of perillyl alcohol by some fungi and bacteria, in vitro biological activities of its metabolities
Yazar: CEREN ELMACI
Danışman: PROF. DR. İSMAİL KIRAN
Eskişehir Osmangazi Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Kimya Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2021
Konu: Biyokimya = Biochemistry
Dizin: Biyotransformasyon = Biotransformation

Özet:
Bir monoterpen olan perillil alkol, çeşitli kanser türlerine karşı kemopreventif, 
terapötik ve tedavi edici özellikler göstermesinden dolayı ilaç kimyasında dikkat 
çekmektedir. Bu çalışmada mikrobiyal transformasyon yolu ile perillil alkol türevlerinin
elde edilmesi; bazı fungal, bakteriyel ve kandidal mikroorganizma kültürlerine karşı 
antimikrobiyal aktivitelerinin; A549 ve HepG2 kanser hücre hatlarına karşı ise antikanser 
aktivitelerinin araştırılması amaçlandı.
Perillil alkolün bakteri ve mantar ile biyotransformasyonu, mueller hinton ve αmedyum sıvı besiyeri ortamlarında 25-28 oC'de 5-10 gün boyunca gerçekleştirildi. 
Antimikrobiyal aktivite çalışmalarında agar kuyu difüzyon ve mikrodilüsyon yöntemleri 
kullanıldı. Perillil alkol ve metabolitinin XTT metodu ile A549 ve HepG2 hücre hatlarına 
karşı antikanser aktiviteleri, NIH/3T3 hücre hattı kullanarak da seçicilikleri araştırıldı. 
Hücre proliferasyonu ELISA, BrdU metodu, DNA sentezinin meydana geldiği replikatif 
hücrelerde proliferasyonun ölçümünde kullanıldı. Apoptotik hücre yüzdeleri, Kaspaz-3 
aktivasyonu akım sitometrisi ile ölçüldü.
Perillil alkolün ön biyotransformasyonu 60 mikroorganizmayla gerçekleştirildi ve
sadece Fusarium culmorum (izolat) ile % 20,4 verimle dehidroperillik asit saf olarak elde 
edildi. Agar kuyu difüzyon yönteminde perillil alkol genel olarak dehidroperillik asitten 
daha iyi bir inhibitör etki gösterdi (≥14,0 mm). Mikrodilüsyon sonuçlarında ise test edilen 
tüm konsantrasyonlarda her iki molekülün de önemli bir antimikrobiyal aktivite 
göstermediği tespit edildi (≥500,0 μg/mL). In vitro antikanser çalışmalarında perillil 
alkolün 409,2 μg/mL İK50 değeri ile HepG2 hücre hattına karşı sitotoksik etkisi olduğu 
saptandı. Ancak bu etkinin NIH/3T3 hücre hattına karşı yüksek İK50 değeri (250,0 μg/mL) 
göstermesi nedeniyle seçici olmadığı belirlendi. Dehidroperillik asit ise 125 μg/mL İK50
değeri ve 400,0 selektivite indeksi (Sİ) değeri ile A549 hücre hattına karşı antikanser etki 
ve seçicilik gösterdi. Dehidroperillik asidin antikanser etkisini, apoptozu başlatarak 
gösterdiği ve bu kanser türünün tedavisinde iyi potansiyel aday molekülü olabileceği 
saptandı.

Abstract:
A monoterpene, perillyl alcohol, has attracted attention in medicinal chemistry 
since it exhibited chemo-preventive and therapeutic properties against a variety of cancers. 
In the present work, it was aimed to obtain derivatives of perillyl alcohol through microbial 
transformation and investigate their antimicrobial activities against some fungal, bacterial 
and candidal microorganism cultures and anticancer activities against A549 and HepG2 
cancer cell lines. 
Biotransformation of perillyl alcohol with bacteria and fungi were carried out in 
mueller hinton broth and α-medium for 5-10 days at 25-28°C, respectively. Agar well 
diffusion and microdilution methods were used in antimicrobial activity studies. XTT 
assay was performed to investigate the anticancer activities of perillyl alcohol and its 
biotransformation metabolite, against A549 and HepG2 cell lines and their selectivity 
using healthy cell line, NIH/3T3. Cell proliferation ELISA, BrdU (colorimetric) assay was 
used for measurement of proliferation in replicative cells in which DNA synthesis occurs. 
Flow cytometric analyses were also carried out for measuring apoptotic cell percentages, 
Caspase-3 activation and mitochondrial membrane potential. 
Pre-biotransformation of perillyl alcohol was carried out by 60 microorganisms and 
only biotransformation with Fusarium culmorum (isolate) yielded dehydroperillic acid in 
pure form in a yield of 20.4 %. In the agar well diffusion method, perilly alcohol generally 
showed a better intibitory effect than dehydroperillic acid (≥14.0 mm). In microdilution 
method, it was determined that both molecules did not show a significant antimicrobial 
activity at all tested concentrations (≥500.0 μg/mL). In in vitro anticancer studies, perillyl 
alcohol was found to exert cytotoxicity against HepG2 cell line with an IC50 value of 409.2 
μg/mL. However, this effect was not found to be selective because of its higher IC50 (250.0
μg/mL) value against NIH/3T3 cell line. On the other hand, dehydroperillic acid was found 
to be effective and also selective against A549 cell line with an IC50 value of 125.0 μg/mL 
and a selectivity index (SI) value of 400.0. Dehydroperillic acid may be a good candidate 
for therapy of lung adenocarcinoma and show this anticancer activity by inducing 
apoptosis.