Quadruple DNA'ya seçici olarak bağlanabilecek bileşiklerin geliştirilmesi
Developing selective ligands for binding g-quadruplex DNA
Yazar: UFUK YILDIZ
Danışman: DOÇ. DR. BURAK ÇOBAN
Bülent Ecevit Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Kimya Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2017
Konu: Biyokimya = Biochemistry ; Kimya = Chemistry

Özet:
Günümüzde kullanılan anti-kanser ilaçların çoğu çift sarmal DNA'ya bağlanarak hücre bölünmesinde DNA'ın kendini eşlemesi sırasında kullanılan topoizomeraz I ve topoizomeraz II enzimlerinin inhibisyonunu hedeflemektedir. Ancak, bu enzimler hem normal hücrelere hem de kanserli hücrelere karşı aktif oldukları için kanser tedavisi sırasında sağlıklı hücreler de zarar görmektedir. Bu nedenle daha seçici ve etkin ilaçların bulunabilmesi için quadruple (G-dörtlü) DNA seçiciliği gösterebilecek bileşiklerin sentezi büyük önem taşımaktadır.

Bu amaçla tez çalışmasında G-dörtlü DNA'ya seçici olarak bağlanabilecek bileşiklerin sentezlenmesi planlanmıştır. Bu bileşiklerin çift sarmal DNA ve G-dörtlü DNA etkileşimleri belirlenerek G-dörtlü DNA seçicilikleri çeşitli yöntemlerle karşılaştırılmıştır.
Bu çalışmada çok farklı yüzey alanlarına sahip 1,8-naftalik anhidrit türevleri sentezlenmiş ve sentezlenen bileşiklere yan zincirler takılarak modifiye edilmiştir. Bunun yanında çift sarmal DNA afinitesi bilinen PIP ve HPIP ligantlarının suda çözünür türevleri ve platin (II) metal kompleksleri sentezlenmiştir.
 
Sentezlenen bileşiklerin G-dörtlü ve çift sarmal DNA afiniteleri UV/Vis spektrofotometre, floresans spektrometresi, dairesel dikroizm spektrofotometresi ve yatay ve dikey elektroforez cihazları kullanılarak çeşitli yöntemlerle incelenmiştir.
Etkileşim çalışmaları sonucu amino alikil yan zincirlerin eklenmesiyle 1,8-naftalik anhidrit temelli ligantların G-dörtlü DNA afinitelerinde 10-20 kat arası artış görülmüştür. Bununla birlikte protonlanabilir yan kollar içeren bileşiklerde çift sarmal DNA afinitesinde de bir artış gözlenmiştir. Ancak, G-dörtlü DNA afinitesinde gerçekleşen artış çift sarmala göre belirgin bir şekilde yüksektir.
1,8-naftalik anhidrit temelli ligantların suda çözünür kuaternize türevlerinin güçlü bir şekilde G-dörtlü DNA'ya bağlandıkları saptanmıştır. FID ve yarışmalı dializ çalışmaları L-7 ligantının 6,26 gibi oldukça yüksek bir şeçicilikle G-dörtlü DNA'ya bağlanabildiğini göstermiştir.
PIP ve HPIP ligantlarının kuaternize türevleri naftalik anhidrit türevlerine göre daha zayıf olsa da G-dörtlü DNA seçiciliği göstermişlerdir. Platin(II) kompleksleri sayesinde kazanılan yüzey alanı artışı G-dörtlü DNA afinitesinde belirgin bir artış sağlamıştır.
Elde edilen tüm sonuçlar tasarlanan bileşiklerin etkin bir şekilde G-dörtlü DNA bağlayıcı bileşikler olduğunu göstermiştir. Bu sonuçlar sentezlenen bileşiklerin canlı ortamında denenerek kanserli hücrelerin etkin bir şekilde bloke edilebileceği çalışmaların önünü açmıştır. Seçilen bileşikler üzerinde konunun uzmanlarıyla birlikte çalışılarak potansiyel bir anti-kanser ilaç geliştirilmesi planlanmaktadır.

Abstract:
Nowadays most of anticancer drugs target the inhibition of topoisomerase I and topoisomerase II enzymes those used in replication process. However these enzymes are active for both healthy and cancer cells. So durin chemothearapy healthy cells are also damaged. For this reason designing and synthesis of more selectie and efficient drugs is a very important point.
In this study, synthesis of selective G-quadruplex DNA binding compounds has been targeted. With this aim, interactions of ligands with ds and G-quadruplex DNA have been determined by using different methods.
In this study, 1,8-naphthalic anhydride those have different surface area have been synthesized. Then they have been modified with addition of alkyl amino side chains. Also water soluble kuaternized derivates and platinum (II) metal complexes of well known ds-DNA binders PIP and HPIP ligands have been synthesized.
 
G-quadruplex and ds-DNA affinities of compounds have been studied by using UV/VIS spectrophotometer, fluorescence spectrophotometer, circular dichroism, horizontal and vertical electrophoresis methods.
Interaction studies showed tha addition of alkyl amino side chains increased G-quadruplex DNA affinity for between 10-20 folds. By the way these protonable side chains also increased ds-DNA affinty. But increase in G-quadruplex DNA affinity was much higher than increase in ds-DNA affinity.
Water soluble kuaternized derivatives of 1,8-naphthalic anhydride showed strong binding affiityies to G-quadruplex DNA. FID and competition dialysis results indicated that L-7 ligand showed high selectivity like 6,26 for G-quadruplex DNA.
Kuaternized derivatives of PIP and HPIP ligands showed less selectivity for G-quadruplex DNA than anhydride derivatives. But they were as good DNA binders as anhydrides. Platin complexes had higher selectivity due to higher surface area.