Bazı sentetik bileşiklerin topoizomeraz enzim aktivitesi üzerine etkisi
Effect of some synthetic compounds on topoisomerase enzyme activity
Yazar: MESUT ŞEN
Danışman: PROF. DR. ZERRİN İNCESU
Anadolu Üniversitesi / Sağlık Bilimleri Enstitüsü / Biyokimya Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2015
Konu: Biyokimya = Biochemistry
Dizin: Antineoplastik ajanlar = Antineoplastic agents ; Antrakinonlar = Anthraquinones ; Apoptozis = Apoptosis ; Enzim aktivasyonu = Enzyme activation ; Hücre dizisi = Cell line ; Hücre kültürü = Cell culture ; Neoplazmlar = Neoplasms ; Sentetik maddeler = Synthetic materials ; Topoizomeraz = Topoisomerase

Özet:
Çağımızın en önemli hastalıklarından birisi olan kanserin tedavisinde antrakinon türevleri sıklıkla kullanılmaktadır. Antrakinonların ana yapılarına yan zincirlerin eklenmesi, türevlerin çok farklı biyolojik aktiviteler kazanmasını sağlamaktadır. Bu nedenle yeni sentezlenen antrakinon türevlerinde gözlemlenen yüksek anti-kanser aktivite, ilaç direnci mekanizmalarının engellenmesi ve düşük sitotoksik etki, türevlerin kemoterapötik ajan araştırmalarında önemli yer teşkil etmesini sağlamaktadır.
Yapılan tez çalışmasında, daha önce serviks adenokarsinoma hücre hattı üzerinde sitotoksik ve apoptotik etkileri araştırılan yeni sentezlenmiş 3 adet antrakinon türevinin topoizomeraz I enzim inhibisyonu ve hücre içi apoptotik mekanizma üzerindeki etkileri incelenmiştir. Tüm deneysel çalışmalarda türevlerin maksimum yarı ve maksimum %20 inhibitör konsantrasyonları kullanılmıştır. Plazmid süperheliks gevşeme analizi ile türevlerin topoizomeraz I inhibitör etkileri tespit edilmiştir. Türevlerin her iki konsantrasyonda da topoizomeraz I enzimini inhibe ettiği belirlenmiştir. Türevlerin hücre içi apoptotik proteinler üzerindeki etkilerinin incelenmesi için Western Blot metodu kullanılmıştır. Yapılan çalışmada antiapoptotik proteinler olan Bcl-2 ve Bcl-xL ile proapoptotik proteinler olan p53, Bax ve BID'in ekspresyon düzeyleri tespit edilmiştir. En yüksek apoptotik etki 4-Metilpiperazin-1-ditiyokarbamik asit 6,11-Diokso-6,11-dihidro-1H-antra[1,2-d]imidazol-2-il-metil ester'de gözlenmekte iken türevlerin tümü hücre içi apoptotik mekanizmayı uyarmaktadır. Serviks adenokarsinoma hücre hattı ile türevlerin 12 saatlik inkübasyonu sonrasında p53 ve Bax ekspresyonlarında artış gözlenirken, Bcl-2 ve Bcl-xL ekspresyon seviyelerinin sabit kaldığı tespit edilmiştir. 24 saatlik inkübasyon sonrasında ise p53 ve Bax proteinlerindeki artış korunurken Bcl-2 ve Bcl-xL proteinlerinin ekspresyon seviyelerinin düştüğü tespit edilmiştir. 
Türevlerin düşük konsantrasyonda kamptotesin ve mitoksantrondan daha yüksek topoizomeraz I enzim inhibisyonu göstermesi, kanser tedavisinde kullanılmasına olanak sağlamaktadır. Aynı zamanda apoptotik etkiye sahip olmaları, sentezlenen yeni antrakinon türevlerinin diğer bir yoldan kemoterapide kullanılabilme potansiyellerini arttırmaktadır.

Abstract:
Anthraquinone derivatives are often used in therapy of cancer, which is one of the most important diseases of our century. Adding substituents to the main structure of anthraquinone, provides very different biological activities to them. Thus, the observed high anti- cancer activity of the newly synthesized derivatives of anthraquinone, prevention of drug resistance mechanisms and low cytotoxic effect, provides an important place in the research of chemotherapeutic agents to derivatives.
In this thesis, topoisomerase I enzyme inhibition and effects on intracellular apoptotic mechanisms of newly synthesized 3 anthraquinone derivative were investigated. Their cytotoxic and apoptotic effects on the cervix adenocarcinoma cell line were studied before. Half maximum and maximum 20% inhibitory concentrations of derivatives were used in all experimental studies. Topoisomerase I inhibiton of derivatives were determined in both concentration by using plasmid supercoil relaxation assay. Western blot method was used to analyse the effects of derivatives on intracellular apoptotic proteins. In this study, expression levels of Bcl-2, Bcl-xL, Bax, p53 and BID which are apoptotic proteins were analysed. While the highest apoptotic effect is observed on 4-Methylpiperazine-1-dithiocarbamic acid 6,11-Dioxo-6,11-dihydro-1H-anthra[1,2-d]imidazole-2-il-methyl ester, all derivatives are inducing intracellular apoptotic mechanism. An increase in expression levels of Bax and p53 was observed whereas a stability in expression levels of Bcl-2 and Bcl-xL was determined after 12 hours incubation of cervix adenocarcinoma cell line with derivatives. After 24 hours incubation, the increase of Bax and p53 expression levels was protected, but a decrease in expression levels of Bcl-2 and Bcl-XL was determined.
Showing higher topoisomerase inhibition than mitoxantrone and camptothecin in lower concentration, allows derivatives to use in cancer treatment. Also having an apoptotic effect, increases the potentials of newly synthesized anthraquinone derivatives to be used in chemotherapy in another way.