Ariloksi benzamit yapısında sirtuin inhibitörü olabilecek bileşiklerin tasarımı, sentezi ve biyolojik aktivite çalışmaları
Design, synthesis and biological activity studies on aryloxy benzamide derivatives with potential inhibitory effect against sirtuin
Yazar: SEMİH YAĞCI
Danışman: PROF. DR. GÖKÇEN EREN
Gazi Üniversitesi / Sağlık Bilimleri Enstitüsü / Farmasötik Kimya Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2021
Konu: Eczacılık ve Farmakoloji = Pharmacy and Pharmacology
Dizin: Aril bileşikleri = Aryl compounds ; Enzim inhibitörleri = Enzyme inhibitors ; Farmakofor = Pharmacophore ; Farmasötik kimya = Chemistry-pharmaceutical ; Histon deasetilaz = Histone deacetylases ; Sirtuin = Sirtuin

Özet:
Sirtuinler (SIRT), bakteriden memeliye kadar tüm canlı gruplarında varlığını evrimsel olarak korumuş olan nikotinamit adenin dinükleotit (NAD+) bağımlı histon deasetilaz (HDAC) enzim ailesine mensup bir gruptur. Bu enzim grubu, NAD+ kosubstratını kullanarak histon veya histon olmayan substratlardaki lizin kalıntılarını geri dönüşümlü olarak deasetile etmektedir. Çok sayıda çalışma, sirtuinlerin anormal enzimatik aktivitesinin diyabet, nörodejeneratif hastalıklar ve kanser ile bağlantılı olduğunu göstermiştir. Daha önceki çalışmamızda yeni SIRT inhibitörü bileşiklerin keşfi amacıyla gerçekleştirilen farmakofor temelli sanal tarama çalışması sonucu SIRT1/2 inhibitör etki gösteren ariloksibenzamit yapısında bir bileşiğine (300 μM'da inhibisyon, SIRT1: %31,45; SIRT2: %42,47) ulaşılmıştır. Tez çalışmamızda, daha etkili türevlere ulaşmak amacıyla bu bileşik üzerinde kimyasal modifikasyonlar yapılarak onu yeni olmak üzere on dört bileşik tasarlanmıştır. Sentez çalışması tamamlanan on dört bileşik, in vitro SIRT1-3 inhibitör etkileri açısından değerlendirilmiştir. Elde edilen sonuçlara göre, GS01 (100 μM'da inhibisyon, SIRT1: %56,53; SIRT2: %10,80), GS02 (100 μM'da inhibisyon, SIRT1: %48,15; SIRT2: inhibisyon yok) ve GS11 (100 μM'da inhibisyon, SIRT1: %46,04; SIRT2: inhibisyon yok) kodlu bileşiklerde selektif SIRT1 inhibitör etki gözlenirken, seri içerisinde en yüksek SIRT2 inhibitör etki GS14 kodlu bileşik (100 μM'da inhibisyon, SIRT1: %47,16; SIRT2: %51,61) için gözlenmiştir. Ayrıca, GS01, GS02, GS11 ve GS14 kodlu bileşiklerin, yapısal modifikasyonlarla sağlanan SIRT1/2 inhibisyonundaki iyileşmenin sitotoksik özelliklerine etkisini belirlemek için MCF-7 insan meme kanseri hücre hattına karşı in vitro sitotoksik etkileri belirlenmiştir. Bileşiklerin sitotoksik etkileri, SIRT1/2 inhibisyon değerleriyle ilişkili bulunmuştur. Sonuç olarak, çalışmanın başlangıç noktası olan ariloksibenzamit türevi bileşiğe göre daha etkili ve selektif SIRT inhibitörlerine ulaşılmıştır.

Abstract:
Sirtuins (SIRTs) are a class of nicotinamide adenine dinucleotide (NAD+)-dependent protein histone deacetylases (HDACs) that are evolutionarily conserved from bacteria to mammals. This group of enzymes catalyses the reversible deacetylation of lysine residues in the histones or non-histone substrates using NAD+ as a cosubstrate. Numerous studies have demonstrated that the aberrant enzymatic activity of SIRTs has been linked to various diseases like diabetes, cancer, and neurodegenerative disorders. Previously, we performed a pharmacophore-based virtual screening campaign and an aryloxybenzamide derivative displaying SIRT1/2 inhibitory effect was identified as a hit compound (inh%, SIRT1: 31,45%; SIRT2: 42,47% @300 μM). In the current study, the hit-to-lead optimization on the hit compound was explored in order to improve the SIRT inhibition. Fourteen compounds, ten of which were new, have been synthesized and subjected to in vitro biological evaluation for their inhibitory activity against SIRT1-3. By the structural modifications performed, a significant improvement was observed in selective SIRT1 inhibition for GS01, GS02, and GS11 (inh%, SIRT1: 56,53%, 48,15%, 46,04%; SIRT2: 10,80%, no inhibition, no inhibition @100 μM, respectively). Moreover, the highest SIRT2 inhibitory activity was observed for GS14 (inh%, SIRT1: 47,16%; SIRT2: 51,61% @100 μM). Furthermore, GS01, GS02, GS11, and GS14 were subjected to in vitro cytotoxicity assay against MCF-7 human breast cancer cell line to determine the influence of the improvement in SIRT1/2 inhibition along with the structural modifications on the cytotoxic properties of the compounds. The cytotoxicity of the compounds was found to be correlated with their SIRT inhibitory profiles. Overall, the compounds with more potent and selective SIRT inhibition compared to that of the hit compound were obtained.