Nepeta nuda L. subsp. albiflora (Boiss.) Gams. bitkisinin fitokimyasal ve aktivite yönlendirmeli izolasyon çalışmaları
Photochemical contents and activity-guided isolation studies of Nepeta nuda L. subsp. albiflora (Boiss.) Gams. plant
Yazar: MESUT GÖK
Danışman: PROF. DR. İBRAHİM DEMİRTAŞ
Iğdır Üniversitesi / Lisansüstü Eğitim Enstitüsü / Biyomühendislik ve Bilimleri Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2023
Konu: Biyokimya = Biochemistry ; Biyomühendislik = Bioengineering ; Kimya = Chemistry
Dizin: Biyojeokimya = Biogeochemical ; Biyokimya = Biochemistry ; Farmasötik kimya = Chemistry-pharmaceutical ; Osteoartropati-sekonder-hipertrofik = Osteoarthropathy-secondary-hypertrophic

Özet:
Bu çalışmada, ülkemizde yetişen Nepeta nuda L. subsp. albiflora (Boiss.) Gams. bitkisinin toprak üstü kısmı metanol-kloroform (1:1) ekstraktı kolon kromatografisi ile apolar çözücüden polar çözücüye doğru (n-hekzan, kloroform, etilasetat ve metanol) fraksiyonlandırılarak alt fraksiyonlar elde edildi. Ham ekstrakt ve alt fraksiyonların fitokimyasal analizleri (GC-MS, GC-MS/MS, GC-FID ve HPLC-MS/MS ) gerçekleştirildi. Ayrıca ekstrakt ve fraksiyonların antioksidan (fosfomolibdenyum indirgeme, indirgeme gücü, metal şelat, H2O2, DPPH•, ABTS•⁺ ve süperoksit anyon giderme), enzim inhibisyon (asetilkolinesteraz, bütirilkolinesteraz, üreaz, karbonik anhidraz, α-amilaz, α-glikozidaz, lipaz ve tirozinaz), antibakteriyel (disk difüzyon ve mikrodilüsyon) ve DNA koruma (jel elektroforez ve deoksiriboz koruma) aktiviteleri belirlendi. Sonrasında bu alt fraksiyonlar kolon kromatografisi (silikajel ve sefadeks kolon) ile fraksiyonlandırılarak biyolojik aktivite testlerine tabi tutularak biyoaktivite yönlendirmeli (PCA) analizi ile en aktif fraksiyonlar belirlendi. En aktif fraksiyonlardan apigenin-7-O-β-glikozit, daukosterol, kafeik asit, klorojenik asit ve rosmarinik asit bileşikleri izole edildi ve molekül yapıları NMR (1D ve 2D) ve LC-MS/MS ile karakterize edildi.  Bu saf bileşiklerin antioksidan, enzim inhibisyon, antibakteriyel  ve DNA koruma aktiviteleri belirlendi. Saf bileşiklerin aktivite sonuçlarının temel bileşen analizi, enzim kinetiği ve moleküler doking çalışmaları uygulandı.
Fenol ve flavonoid miktarları açısından, en yüksek konsantrasyonlar ham ekstrakta tespit edildi, sırasıyla 28.98±0.98 mg GAE/g ekstrakt ve 15.17±0.21 mg (KE/g ekstrakt) olarak ölçüldü. LC-MS/MS sonuçlarına göre; Ham ekstrakta en fazla klorojenik asit, ikinci ana bileşik rosmarinik asit ve üçüncü ana bileşen olarak ise trans-ferrulik asidin bulunduğunu gösterdi. GC-MS sonuçlarına göre, hekzan alt fraksiyonunda % 37.08 oranında 9,12,15-oktadekatrenoik asit, kloroform alt fraksiyonunda ise % 74.46 oranında oktadekanoik asidin bulunduğu belirlendi. Son olarak, GC-FID analizinde ham ekstrakta % 29.47 cis-11-eikosanoat ve % 18.37 palmitat yağ asitlerini içerdiği belirlendi. 
Ayrıca, saf maddelerin biyolojik aktiviteleri incelendiğinde şu sonuçlar elde edildi. Apigenin-7-O-β-glikozit molekülü; Süperoksit anyon giderme aktivitesinde yüksek aktivite gösterdi ve aynı zamanda lipaz, tirozinaz ve α-amilaz enzimlerini inhibe ettiği belirlendi. Bu bileşiğin ayrıca yüksek DNA koruma aktivitesi gösterdiği tespit edildi. Daukosterol molekülü; Serbest radikal giderme, ABTS.+ giderme, metal şelat, süperoksit anyon giderme, indirgeme gücü, tirozinaz, BChE ve AChE enzim inhibisyonlarında etkili olduğu belirlendi ve yüksek DNA koruma aktivitesi gösterdiği tespit edildi. Rosmarinik asit molekülü; antioksidan aktivitelerde, yüksek indirgeme gücü aktivitesine, ayrıca lipaz, tirozinaz ve BChE enzim inhibisyonlarında etkili olduğu belirlendi ve yüksek DNA koruma aktivitesi gösterdiği tespit edildi. Kafeik asit molekülü; serbest radikal giderme, süperoksit anyon giderme, indirgeme gücü, fosfomolibdenyum indirgeme gücü aktiviteleri gösterdiği belirlendi, BChE, AChE, tirozinaz ve lipaz enzim inhibisyonlarında etkili olduğu belirlendi. Son olarak, klorojenik asit molekülü; Süperoksit anyon giderme, fosfomolibdenyum indirgeme gücü aktiviteleri gösterdiği ve α-amilaz ile tirozinaz enzim inhibisyonlarında etkili olduğu belirlendi.
Bu sonuçlara dayanarak, izole edilen saf bileşiklerin biyolojik aktivitelerin bir çoğunda etkili oldukları belirlendi. Bu nedenle, ülkemizin birçok bölgesinde yaygın olarak bulunan bu bitkinin, fenolik bileşikler, terpenler ve yağ asitleri içermesi nedeniyle, ilaç sanayisinde, gıda katkı sanayisinde, standart üretiminde bitkisel kaynaklı ham madde olarak kullanılabilir. Ayrıca tarım sektöründe tıbbi bitki olarak yetiştirilmesi durumunda yüksek katma değer vereceği ve yeni iş kolları ile ülkemize katkı sağlayacağı düşünülmektedir.

Abstract:
In this study, the methanol-chloroform (1:1) extract of the aerial part of the Nepeta nuda L. Subsp. albiflora(Boiss.) Gams plant grown in our country was fractionated from nonpolar solvent to polar solvent (n-hexane, chloroform, ethylacetate and methanol) by column chromatography and its subfractions were obtained. Phytochemical analyzes (LC-MS /MS and GC-MS /MS) of the crude extracts and fractions were performed. In addition, antioxidant (phosphomolybdenum reduction, reducing power, metal chelate, H2O2, DPPH, ABTS.⁺, and superoxide anionization), enzyme inhibitory (acetylcholinesterase, butyrylcholinesterase, urease, carbonic anhydrase, α-amylase, α-glucosidase, and tyrosinase inhibition), antibacterial (disk diffusion and microdilution), and DNA protection activities (gel electrophoresis and deoxyribose protection) of extracts and fractions were determined.
Subsequently, these subfractions were fractionated by column chromatography (silica gel and Cephadex column) and subjected to biological activity assays, and the most active fractions were determined by targeted bioactivity studies. Apigenin-7-β-O-glycoside, daucosterol, caffeic acid, chlorogenic acid, and rosmarinic acid were isolated from the most active fractions, and their molecular structures were characterized by NMR (1D and 2D) and LC-MS /MS. The antioxidant, enzyme inhibitory, antibacterial, and DNA protective activities of these pure compounds were determined. Principal component analysis of the activity results of the pure compounds, enzyme kinetics and molecular docking studies were performed.
Accordingly, the highest amount of total phenol (28.98±0.98 mg GAE /g extract) and flavonoid (15.17±0.21 mg (KE)/g extract) was determined in the crude extract. In addition, according to HPLC-MS /MS results, the second major compound was rosmarinic acid with the highest chlorogenic acid and the third major component was trans-ferrulic acid, according to GC-MS results; In the hexane subfraction (37.08% ), 9,12,15-octadecatrienoic acid, methyl ester; in the chloroform subfraction, (74.46% ) octadecanoic acid, methyl ester and finally, GC-FID crude extract analysis, cis-11 -eicosanoate (29.47% ) and palmitate (18.37% ) were determined to contain fatty acids. In addition, the pure substances, biological activities, superoxide anion removal activity of apigenin-7-β-O-glycoside molecule, inhibition of enzymes such as lipase, tyrosinase, and α-amylase, and high DNA protective activity were determined. The daucosterol molecule; free radical removal, ABTS˙⁺ removal, metal chelate, superoxide anion removal, reducing power, enzyme inhibitions (tyrosinase, BChE, AChE) and high DNA protective activity were determined. For the rosmarinic acid molecule, antioxidant activities, the highest reducing power, enzyme inhibitions (lipase, tyrosinase and BChE, respectively) and high DNA protective activity were determined. The caffeic acid molecules were found to have antioxidant activities (free radical removal, superoxide anion removal, reducing power, phosphomolybdenum reduction, enzyme inhibition (BChE, lipase, AChE), and tyrosinase activities, respectively). Finally, the antioxidant activities (removal of superoxide anions, phosphomolybdenum reduction) and enzyme inhibition (α-amylase and tyrosinase) of the chlorogenic acid molecule were observed. According to these results, the activity of the isolated pure compounds proved to be more effective than the crude extract, the subfractions, and the fractions of the subfractions in most activities. 
As a result of the studies carried out with this plant, it was determined that the isolated pure compounds were effective in many biological activities. For this reason, this plant, which is widely found in many regions of our country, can be used as a raw material of plant origin in the pharmaceutical industry, food additive industry and standard production, as it contains phenolic compounds, terpenes and fatty acids. It is also thought that if it is grown as a medicinal plant in the agricultural sector, it will provide high added value and contribute to our country with new business lines.