Ferrosenil siklotetrafosfazen türevlerinin antimikrobiyal, antitüberküloz, antioksidan, sitotoksik aktiviteleri ve DNA ile etkileşimlerinin incelenmesi
Antimicrobial, antituberculosis, antioxidant, cytotoxic activities and DNA interactions with ferrocenyl cyclotetraphosphazene compounds
Yazar: BETÜL AYDIN
Danışman: PROF. DR. LEYLA AÇIK
Gazi Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Biyoloji Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2018
Konu: Biyoloji = Biology

Özet:
Bu çalışma kapsamında oktaklorosiklotetrafosfazen ile N-alkil-N-mono-ferrosenildiaminlerin reaksiyonu sonucu oluşan monoferrosenil-spirosiklotetrafosfazenlerin pirolidin, morfolin ve 1,4-dioksa-8-azaspiro[4,5]dekan (DASD) ile reaksiyona sokulması sonucu elde edilmiş tam substitüe ferrosenil siklotetrafosfazen bileşiklerinin çeşitli patojen mikroorganizmalar üzerindeki antimikrobiyal aktivitesi, antitüberküloz aktivitesi, antioksidan aktivitesi, L929 fibroblast ve DLD-1 kolon kanser hücre hatlarındaki sitotoksik aktivitesi ve plazmit DNA ile olan etkileşimi incelenmiştir. Bileşiklerin antimikrobiyal aktivitesi agar kuyu difüzyon yöntemi ile; antimikrobiyal etkisi görülen bileşiklerin minimal inhibitör konsantrasyon (MİK), minimal bakterisidal konsantrasyon (MBK) ve minimal fungisidal konsantrasyon (MFK) değerleri mikrodilüsyon yöntemi ile belirlenmiştir. Bileşiklerin çalışmada kullanılan maya suşlarına olan antimikrobiyal etkisinin bakterilere oranla daha yüksek olduğu ve pirolidin sübstitüenti taşıyan bileşiklerin daha etkili olduğu belirlenmiştir. Bileşiklerin Mycobacterium tuberculosis H37Rv referans suşuna karşı olan in vitro antitüberküloz aktivitesi agar proporsiyon yöntemi ile incelenmiş; pirolidin bağlı 1a-3a bileşiklerinin pirazinamid ve etambütolden daha etkili oldukları (3 µg/ml); DASD bağlı 2c bileşiğinin ise pirazinamid ilacından daha etkili olduğu (70 µg/ml) tespit edilmiştir. Antioksidan aktivitenin tayini için bileşiklerin DPPH serbest radikalini süpürücü etkisi incelenmiş ve bileşiklerin kullanılan konsantrasyonlarda (5000-1000 µM) ve kullanılan yöntem ile herhangi bir antioksidan aktiviteye sahip olmadığı belirlenmiştir. Çalışmada kullanılan fosfazenlerin L929 fibroblast ve DLD-1 kolon kanser hücre hatlarına konsantrasyona (200-12,5 µg/ml) bağlı olarak sitotoksik etki gösterdiği görülmüş; pirolidin sübstitüenti taşıyan bileşiklerin diğerlerine göre DLD-1 hücreleri üzerinde daha etkili olduğu belirlenmiştir. Bileşiklerin plazmit DNA ile olan etkileşimleri agaroz jel elektroforez yöntemi ile incelenmiş; DNA'ya bağlanma ve kesme şeklinde etki gösterdiği tespit edilmiştir. Sonuç olarak çalışmada kullanılan bileşiklerden pirolidin sübstitüe bileşiklerin morfolin ve DASD sübstitüe bileşiklerden daha yüksek biyolojik aktiviteye sahip olduğu belirlenmiştir.

Abstract:
In this study, the fully substituted ferrocenyl cyclotetraphosphazene compounds which were obtained from reactions of pyrrolidine, morpholine and 1,4-dioxa-8-azaspiro[4,5]decane (DASD) with monoferrocenyl-spirocyclotetraphosphazenes, which were synthesized by the reaction of octachlorocyclotetraphosphazene with N-alkyl-N-mono-ferrocenyldiamines, were evaluated for their antimicrobial activity against several pathogen microorganisms, antituberculosis activity, antioxidant activity, cytotoxic activity against L929 fibroblast and DLD-1 colon cancer cell lines and interactions with plasmid DNA. Antimicrobial activities of the compounds were determined by using agar well diffusion method. Also, minimum inhibitory concentration (MIC), minimum bactericidal concentration (MBC) and minimum fungucidal concentration (MFC) of the compounds which were shown antimicrobial activity, were established by using microdilution method. It is determined that antimicrobial effect of the compounds against fungal strains is higher than bacterial strains and pyrrolidine substituted compounds are more effective than the others. When in vitro antituberculosis activities of the compounds against reference strain Mycobacterium tuberculosis H37Rv were investigated, pyrrolidine substitued compunds 1a-3a are more efficient than pyrazinamide and ethambutol (3 µg/ml); and DASD substitued compound 2c is more active than pyrazinamide (70 µg/ml) as well. DPPH free radical scavenging effect of the compounds was used to determine the antioxidant activity, and there is not any antioxidant activity of the compounds in the working concentrations (5000-1000 µM) and working method. Cytotoxic activities of the compunds (200-12.5 µg/ml) against L929 fibroblast and DLD-1 colon cancer cell lines are concentration dependent and the pyrrolidino-substituted phosphazenes are more cytotoxic than the others against DLD-1 cells. The interactions of the compounds with plasmid DNA were investigated by using the agarose gel electrophoresis method and the compounds were found to have DNA cleavage and binding activity. In conclusion, it was determined that pyrrolidine substituted compounds have higher biological activities than morpholine and DASD substituted compounds.