Elastinden ileri glikasyon ürünlerinin oluşumunda transisyon elementlerinin etkisi
The Effects of transition metals on the formation of advenced glycation endproducts on elastin
Yazar: SABİHA CİVELEK
Danışman: PROF.DR. GÜLDEN BURÇAK
İstanbul Üniversitesi / Sağlık Bilimleri Enstitüsü / Biyokimya Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 1997
Konu: Biyokimya = Biochemistry
Dizin: Elastin = Elastin ; Floresan = Fluorescence ; Glikozilasyon = Glycosylation ; Glükoz = Glucose

Özet:
Glikasyon ve glikoksidasyon reaksionları sonucu oluşan AGE bileşiklerinin diabet ve yaşlılık komplikasyonlan ile ilgili olabileceği öne sürülmektedir. Bu tez çalışmasında bir skleroprotein olan elastin üzerinde ileri glikasyon ürün oluşturulması ve yüksek konsantrasyonda transisyon elementi varlığında ileri glikasyon ürün oluşumunda artış olup olmadığı araştırıldı. Sığır aorta dokusundan izole edilen elastin'in 37°C'de 5 hafta süre ile fosfat tamponunda (0.4 M, pH=7.5) sadece glukoz (278 mM) ile inkübe edildiği deneylerde elastin üzerinde kahverenklî madde oluştuğu gözlendi. Sığır pankreas dokusundan ekstrakte edilen elastaz aktivitesi ile elastin'den serbestleştirilen bu maddenin spektrofluorometrik analizi ile maddenin maksimum eksitasyon/emisyon dalga boylarının 370 nm {X^J ve 440 nm (X,^,) olduğu saptandı. Bu bulgu maddenin tipik bir ileri glikasyon ürünü (AGE) olduğunu gösterdi. Detapak varlığında bu oluşumun baskılandığı gözlendi (p< 0.001). Elastin'in glukoz ile inkübe edildiği ortamda yüksek konsantrasyonda demir (II) sülfat (1.8 mM) veya bakır (II) sülfat (2.0 mM) bulunmasının AGE oluşumunu etkilemediği saptandı. Yüksek konsantrasyonda demir (II) sülfat (1.8 mM) veya bakır (II) sülfat (2.0 mM) varlığında ortama katılan detapak'ın ( 1.0 mM) elastin üzerinde AGE oluşumunu baskıladığı saptandı. Bu bulgular elastin'in ileri glikasyonunda glukoz ile birlikte eser düzeyde transisyon metal ion varlığının gerekli olduğunu, metal ionlarının gerekli konsantrasyondan daha yüksek konsantrasyonda bulunmalarının ileri glikasyonu artırmadığını göstermektedir. 90Sonuç olarak bu tez çalışmasında, elastin üzerinde glukoz varlığında, demir (II) ve Cu (II) ionlarının katalitik etkileri ile oksidatif koşullarda fluoresan özellikli ileri glikasyon ürünlerinin oluştuğu ve bu oluşumun Fe (II) ve Cu (II) kınlarının yüksek konsantrasyonlarda bulunduğu ortamlarda artmadığı saptandı. Bu tez çalışmasında, in vitro sistemde oksidatif koşullarda elastin üzerinde oluşturulan fluoresan özellikli AGE'nin in vivo oluştuğu durumda elastinin çapraz bağlanmasına yol açarak elastin'in başta elastikiyeti olmak üzere diğer fonksionel özelliklerini modifiye edeceği öne sürülebilir. 91

Abstract:
Advanced glycation end products of glycation and glycoxidation reactions are suggested to be related to complications of diabetes mellitus and aging. The aim of this study was to produce AGE compounds on elastin and to investigate the effects of transition metal ions in high concentrations on this production. Elastin has been isolated from bovine aorta, incubated with glucose (278 mM) in phosphate buffer (0.4 M, pH 7.5) at 37 °C for 5 weeks. The brown product, released from elastin by the elastolytic activity extracted from bovine pancreatic tissue, was analyzed by spectrofluorometry. The brown product has been shown to be a fluorophore with fluorescence characteristics of a typical AGE- compound: X^ max:370nm and X^ max:440 nm. The presence of either Fe (II) sulfate (1.8 mM) or Cu (II) sulfate (2.0 mM) in the incubation medium have shown not to affect the extent of advanced glycation. The addition of detapac (1.0 mM) inhibited the advanced glycation of elastin in the presence of glucose. These findings show that in the presence of glucose fluorescent advanced glycation end products form on elastin. For advanced glycation to occur, transition metal ions have been shown to be required in trace amounts. The higher concentrations of both Fe (II) and Cu (II) have been shown not to affect further, the extent of advanced glycation. 92Advanced glycation end products produced under oxidative conditions in vitro if formed in vivo, would increase cross-linking of elastin and modify it's functional properties elasticity, being of primary importance. 93