Doğu Karadeniz bölgesinde yayılış gösteren Ricania simulans'dan asetilkolinesterazın saflaştırılması ve inhibisyonu
Purification and inhibition of the acetylcholinesterase from ricania simulans spreading in the Eastern Black Sea region
Yazar: DEMET KIZIL
Danışman: DR. ÖĞR. ÜYESİ BARBAROS DİNÇER
Recep Tayyip Erdoğan Üniversitesi / Lisansüstü Eğitim Enstitüsü / Kimya Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2022
Konu: Biyokimya = Biochemistry ; Kimya = Chemistry
Dizin: Asetilkolinesteraz = Acetylcholinesterase ; Kelebekler = Butterflies ; Saflaştırma = Purification ; İnhibisyon = Inhibition

Özet:
Bu çalışmada, Ricania simulans'ın (Walker, 1851) (Hemiptera: Ricaniidae) nimf ve erginlerinden asetilkolinesterazın saflaştırılması ve enzim inhibisyonu üzerinden bu zararlıyla mücadele amaçlanmıştır.
Asetilkolinesterazlar, Edrofonyum-Sepharose 6B afinite kolonuyla Ricania simulans'ın ergin ve nimflerinden, tek aşamada saflaştırılmıştır. Saflaştırılan asetilkolinesterazların, asetiltiyokoliniyodat substratı varlığında bazı kinetik özellikleri incelenmiştir. Enzimler, 40,0 oC'de ve pH 8,0'de en yüksek asetilkolinesteraz aktivitesi göstermiştir. Ricania simulans asetilkolinesterazlarının Km, Vmaks ve kcat değerleri sırasıyla erginler için 0,04±0,01 mM, 2.000,0±250 EU/mg protein ve 104,5±13 dk-1, nimfler için 0,02±0,01 mM, 500,0±52 EU/mg protein ve 30,3±6,4 dk-1 olarak hesaplanmıştır. Asetilkolinesterazın bilinen inhibitörleri takrin ve edrofonyum klorür ile yapılan çalışmalarda erginler için sırasıyla IC50 değerleri 18,0±0,3 ve 1,2±0,4 µM, nimfler için 2,4±0,3 ve 0,6±0,09 µM olarak belirlenmiştir. Yeni sentezlenmiş bileşiklerle yapılan inhibisyon çalışmalarında, Ricania simulans asetilkolinesterazın erginlerinde en etkili olan [Zn(HL)(bipy)(OClO3)] bileşiğinin IC50 değeri 3,2±0,8 µM; nimfler için en etkili olan [Ni(HL)(bipy)(OClO3)] bileşiğinin IC50 değeri 4,6±0,8 µM olarak tespit edilmiştir. Doğal bitki ekstraktlarıyla yapılan inhibisyon çalışmalarında, bu asetilkolinesterazlarda en etkili olan zeytin yaprağı su ekstrağının erginler ve nimfler için sırasıyla IC50 değerleri 20,3±1,2 ve 16,2±0,8 µg kuru madde/mL olarak belirlenmiştir. Bitki ekstraktlarının düşük konsantrasyonlarda etki göstermesi ve suyla ekstrakte edilmiş olmaları, bu tezde ön plana çıkan sonucu oluşturmaktadır. Bu çevre dostu ekstraklarla kimyasal ilaçlara gereksinim duyulmadan, bu ve benzer zararlılarla hem nimf hem de ergin aşamasında mücadele edilebilir.

Abstract:
In this study, it was aimed to be purified the acetylcholinesterases from the nymphs and adults of Ricania simulans (Walker, 1851) (Hemiptera: Ricaniidae) and to struggle this pest through the enzyme inhibition.
The acetylcholinesterases were purified in a one-step from the adults and nymphs of Ricania simulans by Edrophonium-Sepharose 6B affinity column. Some kinetic properties of the purified acetylcholinesterases were investigated in the presence of acetylthiocholiniodate substrate. The enzymes showed the highest acetylcholinesterase activity at 40.0 oC and pH 8.0. The Km, Vmax and kcat values of Ricania simulans acetylcholinesterases were calculated as 0.04±0.01 mM, 2.000.0±250 EU/mg protein and 104.5±13 min-1 for adults, 0.02±0.01 mM, 500.0±52 EU/mg protein and 30.3±6.4 min-1 for nymphs, respectively. In the studies with tacrine and edrophonium chloride, known inhibitors of acetylcholinesterase, IC50 values were determined as 18.0±0.3 and 1.2±0.4 µM for adults, 2.4±0.3 and 0.6±0.09 µM for nymphs, respectively.  In the inhibition studies with newly having been synthesized compounds, it was determined that the IC50 value of the compound [Zn(HL)(bipy)(OClO3)], which is the most effective in adults of Ricania simulans acetylcholinesterase, was 3.2±0.8 µM, and the IC50 value of [Ni(HL)(bipy)(OClO3)] compound, which is the most effective for nymphs, was 4.6±0.8 µM. In the inhibition studies with the natural plant extracts, the IC50 values of the olive leaf water extract, which was the most effective on these acetylcholinesterases, were determined as 20.3±1.2 and 16.2±0.8 µg dry matter/mL for adults and nymphs, respectively. The result that stands out in this thesis was that the plant extracts effected at low concentrations and they were extracted with water. Without the need for chemical pesticides, it may be struggled by these environmentally friendly extracts with these and similar pests, in either the nymph or adult stages.