Beta vulgaris ekstraktının fitokimyasal içeriğinin ve moleküler doking destekli biyolojik fonksiyonlarının araştırılması
Investigation of phytochemical content and molecular docking supported biological functions of beta vulgaris extract
Yazar: ÖZGE ÜST
Danışman: PROF. DR. EMİNE YALÇIN
Giresun Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Biyoloji Ana Bilim Dalı / Moleküler Biyoloji ve Genetik  Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2023
Konu: Biyokimya = Biochemistry ; Biyoloji = Biology

Özet:
Günlük beslenmemizde tükettiğimiz ve birçok hastalığa karşı risk önleyici olarak kullandığımız bitkiler birçok biyolojik ve farmakolojik aktiviteye sahiptir. Bu çalışmada, Karadeniz bölgesinde yaygın olarak tüketilen Beta vulgaris L. yaprak ekstraktının fitokimyasal parmak izi ve biyolojik aktiviteleri incelenmiştir. Bitkinin yaprak kısımları 35 oC'de etüvde kurutulduktan sonra toz haline getirilmiştir. Fitokimyasal içerik LC-MS/MS ve GC-MS analizleri ile incelenmiştir. Üç farklı çözücü kullanılarak elde edilen ekstraktlarda total fenolik içerik miktarları araştırılmıştır. Ekstraktın biyolojik aktivitesi, anti-mikrobiyal, anti-mutajenik ve anti-proliferatif testleri kullanılarak belirlenmiştir. Anti-mikrobiyal aktivite mekanizması, in-siliko moleküler yerleştirme ile araştırılmış ve muhtemel mekanizma aydınlatılmıştır. B. vulgaris ekstraktının LC-MS analizinde önemli oranda p-kumarik asit, vannilin, protecatechuic aldehyde ve sesamol tespit edilirken, GC-MS analizi ile belirlenen başlıca uçucu yağlar hekzahidrofarnesil aseton ve fitol olmuştur. Kullanılan solventler arasında en yüksek ekstraksiyon verimi %2,4 ile metanol ekstraksiyonu ile elde edilmiş ve bu ekstraktta 36,2 mg GAE/g fenolik maddede tespit edilmiştir. Test edilen tüm bakterilere karşı bir inhibisyon zonu oluşturarak geniş spektrumlu antimikrobiyal aktivite sergileyen B. vulgaris, çeşitli kromozomal anormalliklere karşı %35,9-%61,8 aralığında anti-mutajenik aktivite sergilemiştir. Mutajenik ve öldürücü etki göstermeyen B. vulgaris ekstraktı, Allium kök ucu hücrelerinde proliferasyonu %21,7 oranında azaltarak anti-proliferatif aktivite de sergilemiştir. Fitokimyasal içerikteki majör bileşikler olan kumarik asit, vannilin, hekzahidrofarnesil aseton ve fitolün akuaporin ile etkileşimleri in-silico moleküler yerleştirme ile araştırılmış ve çeşitli amino asitler aracılığıyla moleküller arası etkileşimler belirlenmiştir. B. vulgaris'in biyolojik aktiviteleri, içerdiği aktif bileşiklerle yakından ilişkilidir ve bu nedenle bitkilerin fitokimyasal içeriklerini araştıran çalışmalar çok önemlidir.  Bu çalışmada Giresun'da gıda olarak tüketilen B. vulgaris'in fitokimyasal parmak izi belirlenmiş ve içerdiği bileşiklerle biyolojik aktiviteleri ilişkilendirilmiştir.

Abstract:
The plants that we consume in our daily diet and use as a risk preventer against many diseases have many biological and pharmacological activities. In this study, the phytochemical fingerprint and biological activities of Beta vulgaris L. leaf extract, which are widely consumed in the Black Sea region, were investigated. The leaf parts of the plant were dried in an oven at 35 oC and then ground into powder. Phytochemical content was investigated by LC-MS/MS and GC-MS analyses. Total phenolic contents were investigated in the extracts obtained using three different solvents. The biological activity of the extract was investigated by anti-microbial, anti-mutagenic and anti-proliferative tests. The mechanism of anti-microbial activity was investigated by in-silico molecular docking and the possible mechanism was evaluated.  In the LC-MS analysis of B. vulgaris extract, a major proportion of p-coumaric acid, vannilin, protecatechuic aldehyde and sesamol were detected, while the major essential oils determined by GC-MS analysis were hexahydrofarnesyl acetone and phytol. Among the solvents used, the highest extraction efficiency of 2,4% was obtained in methanol extraction, and 36,2 mg of GAE/g phenolic substance was determined. B. vulgaris, which exhibited broad-spectrum anti-microbial activity by forming a zone of inhibition against all tested bacteria, exhibited anti-mutagenic activity in the range of 35,9%-61,8% against various chromosomal abnormalities. B. vulgaris extract, which did not exhibit mutagenic or lethal effects, exhibited anti-proliferative activity by reducing the proliferation in Allium root tip cells by 21,7%. The interactions of coumaric acid, vanniline, hexahydrofarnesyl acetone and phytol, which are major compounds in phytochemical content, with aquaporin were investigated by in-silico molecular docking and interactions between molecules via various amino acids were determined. The biological activities of B. vulgaris are closely related to the active compounds it contains, and therefore studies investigating the phytochemical contents of plants are very important. In this study, the phytochemical fingerprint of B. vulgaris, which is consumed as food in Giresun, was determined and its biological activities were associated with the compounds it contains.