Fosfonyum grupları içeren romp polimerlerinin sentezi, karakterizasyonu ve antibakteriyel etkinliklerinin incelenmesi
Synthesis and characterization of phosphonium-containing romp based polymers and investigation of their antibacterial activity
Yazar: NAİME CEREN SÜER
Danışman: PROF. DR. TARIK EREN ; DOÇ. DR. VOLKAN SÖZER
Yıldız Teknik Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Kimya Ana Bilim Dalı / Biyokimya Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2015
Konu: Biyokimya = Biochemistry ; Kimya = Chemistry ; Polimer Bilim ve Teknolojisi = Polymer Science and Technology

Özet:
Bakteri enfeksiyonu global bir problemdir. Özellikle son yıllarda bakterilerin kullanılan ilaçlara karşı direnç kazanması, enfeksiyon hastalıklarının yayılmasına ve sonucunda ölüm oranlarının artmasına sebep olmaktadır. Yeni nesil antibiyotiklerin geliştirilmesi ve özellikle implant malzemelerin (kateter gibi) yüzeyinin antimikrobiyal hale getirilmesi bakterilere karşı yapılan savaşta önemli bir yer teşkil etmektedir. Bu kapsamda yapılan çalışmalar iki ana grubu oluşturmaktadır. Bunlardan ilki doğal peptit türevlerinin sentezini, ikincisi ise peptit türevlerinin sentetik taklitlerini kapsamaktadır. Bu çalışma kapsamında kontrollü polimerizasyon yöntemlerinden ROMP (halka açılma metatez polimerizasyonu) kullanılarak fosfonyum tuzu esaslı homopolimerler sentezlenmiştir. Fosfonyum tuzuna farklı alkil ve aromatik grupları bağlanarak (fenil, metoksifenil, metil, etil, propil, tert-bütil) hidrofobik özelliğin antimikrobiyal etkinliğe etkisi incelenmiştir. Polimerlerin antimikrobiyal testleri E. coli, S. aureus ve C. albicans'a karşı yapılmıştır. Sitotoksisite çalışmaları kapsamında hemolitik konsantrasyon (HC50) değerleri hesaplanmıştır. Polimerlerin sıvı fazdaki etkinliklerinin yanısıra katı yüzeydeki (cam) etkinlikleri de çalışılmıştır. Polimer ile kaplı cam yüzeylerde katyonik yük yoğunluğu ve temas açısı ölçümleri yapılarak yüzeylerin hidrofobik/hidrofilik özelliklerinin antimikrobiyal etkinlik üzerine etkisi incelenmiştir. Floresan mikroskobu ile amfifilik yapıdaki polimerlerin bakteri hücre zarını parçaladığı ve bakterilerin ölümüne sebep olduğu görülmüştür. Zeta potansiyel çalışması yapılarak yapı-aktivite ilişkisi ayrıca incelenmiştir.

Abstract:
Bacteria infection is a global problem. Especially in recent years, growing resistance against to antibiotic, result in spread of infection diseases and increasing in mortality. The surface modification of implant materials (such as catheters) and developing new generation antibiotics play an important role during the fight against to bacteria. However, there are two main strategy present. First one is synthesis of host defense peptides, the second one is the synthetic mimic of host defense peptides. In this thesis, one of the controlled polymerization techniques ROMP (ring opening metathesis  polymerization) is used for phosphonium based homopolymers. The effect of hydrophobicity on the antimicrobial activity was investigated by using different alkyl and aromatic groups (phenyl, methoxyphenyl, methyl, ethyl, propyl, tert-butyl) bearing at phosphonium salts. Antimicrobial activity of the polymers was investigated against to E. coli, S. aureus and C. albicans. Cytotoxicity of the polymers was evaluated by hemolytic concentration (HC50). In this study, solution phase activity of the polymers have been analyzed and surface activity (on glass) was also investigated by cationic polymer coated glass surface as well. Charge density, contact angle studies were applied on the polymer coated glass surface to speculate the hydrophobic/hydrophilic properties against to antimicrobial activity. Fluorescence microscopy is used to analyze interaction between the amphiphilic polymer and bacteria cell membrane and result in death of bacteria. Structure-activity relationship was also investigated by zeta potential studies.