Bazı benzazol türevlerinin ökaryotik DNA topoizomeraz I ve II enzimleri üzerine inhibisyon etkilerinin araştırılması
The investigation of inhibitory effects of some benzazole derivatives on eukaryotic DNA topoisomerase I and II enzymes
Yazar: ÇİĞDEM KAPLAN
Danışman: PROF. DR. NURAN DİRİL
Hacettepe Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Biyoloji Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2009
Konu: Biyoloji = Biology
Dizin: Antineoplastik ajanlar = Antineoplastic agents ; Benzotiyazoller = Benzothiazoles ; Topoizomeraz = Topoisomerase ; İnhibitör aktivitesi = Inhibitor activity

Özet:
Bu çalısmada, yeni sentezlenmis 36 adet bilesiğin ökaryotik DNA topoizomerazlara karsıinhibisyon etkilerinin olup olmadığı arastırılmıstır. 36 bilesiğin 18 tanesi benzoksazin türeviolup insan topoizomeraz I enzimine etkisi; diğer 18'i ise benzotiyazol türevi olup bunlarındana timus topoizomeraz I ve insan topoizomeraz II? enzimlerine etkisi incelenmistir.Test edilen 18 tane benzoksazin bilesiğinin insan DNA topoizomeraz I enzimi üzerindekiinhibisyon etkileri incelendiğinde, 15 bilesiğin etkili olduğu belirlenmistir. Bu bilesiklerden14 tanesinin (BS18 (IC50= 9770 NM) > BS1 > BS16 > BS17 > BS5 > BS14 > BS15 > BS13> BS2 > BS3 > BS12 > BS9 > BS8 > BS4 (IC50=80904 NM) topoizomeraz I enzimi üzerindekatalitik inhibitör etki gösterdiği saptanmıstır. BS10 bilesiğinin zehir etkili olabileceğigözlenmistir.Yapılan in vitro deneyler sonucunda 18 adet benzotiyazol türevi bilesikten 7 tanesininDNA topoizomeraz I enzimi üzerindeki inhibisyon etkisinin oldukça zayıf olduğu[BM1HBF4 (IC50 = 170 NM) > BM7HBF4 > BM6 > BM4HBF4 > BM3 > BM3HBF4 veBM6HBF4 (IC50 = 9460 NM) ], 18 bilesiğin tamamının topoizomeraz II katalitik inhibitörüolduğu görülmüstür. Benzotiyazol bilesikleri arasında, tetrafloroboratlanmıs benzotiyazoltuzlarının en yüksek topoizomeraz II inhibitörleri olduğu belirlenmis olup, inhibisyon etkilerisırasıyla [BM7HBF4 ( IC50 = 0.018 NM) BM3 (IC50 = 0.0394 NM) > BM1HBF4 >BM6HBF4 > BM4HBF4 > BM3HBF4 > M9 > M6 > M7 > M2 > BM4 > BM6 > M10 >BM2HBF4 > BM7 > M15 > BM1 > BM2 (IC50 =8457 NM) ]seklindedir. Pozitif inhibitörolan etoposit (IC50= 10 NM) ile IC50 değerleri karsılastırıldığında, aradaki fark net olarakgörülmektedir.10 adet topoizomeraz I inhibitörü bilesiğin ve 4 adet topoizomeraz II inhibitörü bilesiğininhibisyon etki mekanizmalarını arastırmaya yönelik DNA kırma yöntemi (Cleavage Assay),T4 DNA ligaz unwinding yöntemi ve EMSA çalısmaları gerçeklestirilmistir. EMSA sonuçlarıdoğrultusunda, 6 bilesiğin enzim ile DNA iliskisini engelleyerek inhibisyon etkisini bu yollagösterdiği belirlenmistir.Bu bilesiklerin enzimin aktivitesinde % 50 inhibisyona neden olan IC50 değerlerine göreyapı-aktivite iliskileri incelenmistir.

Abstract:
In this research, the inhibitory activity of 36 newly synthesized compounds against eukaryoticDNA topoisomerases has been researched. Among 36 compounds 18 of them which arebenzoxazine derivatives the inhibitory activity against human topoisomerase I; the other 18derivatives which are benzothiazole derivatives, the activities against calf thymustopoisomerase I and human topoisomerase II ? enzymes have been investigated.When the DNA topoisomerase inhibitory activity of 18 tested benzoxazine derivatives hasbeen examined 15 compounds found active. 14 compounds of these derivatives (BS18 (IC50=9770 NM) > BS1 > BS16 > BS17 > BS5 > BS14 > BS15 > BS13 > BS2 > BS3 > BS12 > BS9> BS8 > BS4 (IC50=80904 NM) determined that they showed catalytic inhibitory activityagainst DNA topoisomerase I. Poisonous activity of compound BS10 has been observed.As a result of in vitro tests the inhibitory activity of 7 of 18 benzothiazole derivatives againstDNA topoisomerase I enzyme has been observed as fairly weak active [BM1HBF4 (IC50 =170 NM) > BM7HBF4 > BM6 > BM4HBF4 > BM3 > BM3HBF4 and BM6HBF4 (IC50 =9460 NM)], all of the 18 compounds have been observed as DNA topoisomerase II catalyticinhibitors.Among the benzothiazole compounds tetraflouroborate salts have been determined as themost active DNA topoisomerase II inhibitors, their inhibitory activities are [BM7HBF4 ( IC50= 0.018 NM) BM3 (IC50 = 0.0394 NM) > BM1HBF4 > BM6HBF4 > BM4HBF4 >BM3HBF4 > M9 > M6 > M7 > M2 > BM4 > BM6 > M10 > BM2HBF4 > BM7 > M15 >BM1 > BM2 (IC50 =8457 NM) ] respectively. When the positive inhibitor Etoposide (IC50=10 NM) and the IC50 values of the compounds compared the difference could be seen easily.For the aim of research the inhibitory activity mechanisms of 10 topoisomerase I inhibitoryand 4 topoisomerase II inhibitory compounds, the DNA Cleavage Assay, T4 DNA ligaseunwinding assay and the EMSA studies have been performed. According to the EMSAresults, it has been found out that for 6 compounds the inhibitory activity occurred by cuttingdown the relation between the enzyme and the DNA.According to the IC50 values showing the % 50 enzyme inhibitory effect the structure-activityrelationships of these compounds have been investigated.