Bazı sülfonamid türevi bileşiklerin aldoz redüktaz enzimi üzerine inhibisyon etkilerinin incelenmesi ve moleküler docking yöntemiyle enzim-inhibitör etkileşimlerinin araştırılması
Investigation of the inhibition effects of some sulfonamide derivative compounds on aldose reductase enzyme and investigation of enzyme -inhibitor interactions by molecular docking method
Yazar: GÜRGÜN ALBAY
Danışman: DR. ÖĞR. ÜYESİ NAMIK KILINÇ
Iğdır Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Biyomühendislik ve Bilimleri Ana Bilim Dalı / Biyomühendislik Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2022
Konu: Biyomühendislik = Bioengineering
Dizin: Aldose redüktaz = Aldose reductase ; Diabetes mellitus = Diabetes mellitus ; Moleküler kenetleme = Molecular docking ; Sülfonamitler = Sulfonamides ; İnhibisyon = Inhibition

Özet:
Karbonhidrat metabolizmasının alternatif bir yolu olan poliol yolu, hiperglisemi ile aktive olur. Poliol yolunun ilk ve hız sınırlayıcı enzimi olan aldoz redüktaz (AR), glikozun sorbitole indirgenmesinden sorumludur. Aldoz redüktaz enzimini inhibe etmek ve poliol yolununun hızını azaltmak, diyabetik komplikasyonların başlamasını önlemek ve geciktirmek için etkili bir yöntem olarak kabul edilir. Bu nedenle, bu çalışmada, belirli sülfonamid türevlerinin aldoz redüktaz (AR) enzimi üzerindeki in vitro ve in siliko inhibisyon etkileri araştırılmıştır. Sülfonamid türevlerinin rekombinant insan AR enzimi üzerindeki inhibitör etkilerinin belirlenmesi için iki yöntem kullanıldı. In vitro inhibisyon etkileri spektrofotometrik olarak belirlendikten sonra, moleküler docking yöntemi ile bağlanma enerjisi ve bağlanma modları belirlenmiştir. 4-Formyl-N,N-dimethyl-1H-imidazole-1-sulfonamide bileşiğinin AR enzimine karşı, 29 µM IC50 değeri ile en güçlü inhibisyon etki sergileyen bileşik olduğu belirlenmiştir. 5-Bromo-2-methoxybenzene sulfonamide, 5-bromo-N, N-dimethyl-2-methoxybenzenesulfonamide, 5-Bromo-N-ethylpyridine-3-sulfonamide, 6-chloro-N-(5-methylisoxazol-3-yl) pyridine-3-sulfonamide, 4-cyanobenzene-1-sulfonamide ve N-Ethyltoluene-4-sulfonamide bileşiklerinin IC50 değerleri sırasıyla 53.07 μM, 35.00 μM, 69.00 μM, 62.72 μM, 49.28 μM ve 49.30 μM olarak belirlenmiştir. Bu çalışmanın sonuçları, sülfonamid türev bileşiklerinin etkili birer AR inhibitörü olduğunu göstermiştir. AR enzimine karşı in vitro inhibisyon etkisi gösteren bileşikler için yapılan moleküler docking sonuçları da elde edilen verileri desteklemektedir.

Abstract:
The polyol pathway, an alternative pathway of carbohydrate metabolism, is activated by hyperglycemia. Aldose reductase (AR), the first and rate-limiting enzyme of the polyol pathway, reduces glucose to sorbitol. Reducing the speed of the polyol pathway by inhibiting the aldose reductase enzyme is an effective method to prevent and delay the onset of diabetic complications. Therefore, in this study, in vitro and in silico inhibition effects of certain sulfonamide derivatives on aldose reductase (AR) enzyme were investigated. Two methods were used to determine the inhibitory effects of sulfonamide derivatives on the recombinant human AR enzyme. After the in vitro inhibition effects were determined spectrophotometrically, the binding energy and binding modes were determined by molecular docking method. It was determined that 4-Formyl-N, N-dimethyl-1H-imidazole-1-sulfonamide compound had the strongest inhibitory effect against AR enzyme with an IC50 value of 29 µM. The IC50 values of 5-Bromo-2-methoxybenzene sulfonamide, 5-bromo-N, N-dimethyl-2-methoxybenzenesulfonamide, 5-Bromo-N-ethylpyridine-3-sulfonamide, 6-chloro-N-(5-methylisoxazol-3-yl) pyridine-3-sulfonamide, 4-cyanobenzene-1-sulfonamide and N-Ethyltoluene-4-sulfonamide compounds were determined as 53.07 μM, 35.00 μM, 69.00 μM, 62.72 μM, 49.28 μM and 49.30 μM, respectively. The results of this study showed that sulfonamide derivative compounds are effective AR inhibitors. The results of molecular docking for compounds showing an in vitro inhibitory effect against the AR enzyme also support the data obtained.