Demirin fare kalp dokusundaki tiyoredoksin sistem üzerine etkisinin gen ve protein seviyesinde çalışılması
Investigation of the effect of iron on thioredoxin system at gene and protein levels in mouse heart tissue
Yazar: SEVDA ALTUN
Danışman: DOÇ. DR. HARUN BUDAK
Atatürk Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Moleküler Biyoloji ve Genetik Ana Bilim Dalı / Genetik Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2018
Konu: Genetik = Genetics

Özet:
Demir tüm canlı organizmalarda enerji üretimi, oksijen transportu, hücre büyümesi ve çoğalması, esansiyel reaksiyonların katalizi, DNA, RNA ve protein sentezi gibi birçok biyolojik süreçte önemli rol oynayan esansiyel bir elementir. Demir yaşam için esansiyel bir element olmasına rağmen, aşırı miktarı Fenton ve Haber Weiss reaksiyonları aracılığıyla reaktif oksijen türlerinin (ROS) üretimini artırarak oksidatif strese neden olmaktadır. Artan hücre içi ROS seviyesi, tiyoredoksin sistemi de içeren antioksidan mekanizmalar ile elimine edilmektedir. Demir metabolizmasında oluşan düzensizlikler kardiyovasküler hastalıklar, kanser, nörodejeneratif hastalıklar, anemi ve talasemi gibi birçok hastalığa ve doku hasarına neden olabileceğinden, bu biyokimyasal yolak hepsidin hormonu tarafından sıkı bir şekilde düzenlenmektedir. Bu tez çalışmasında, kontrol ve demir yüklemesi yapılmış fare kalp dokusunun tiyoredoksin sistem ile gen ve protein seviyesinde nasıl etkilendiği detaylı bir şekilde araştırılmıştır. Kontrol ve demir yüklemesi yapılan fare kalp dokularında kantitatif demir içeriği ve oksidatif stres markırlarından olan glutatyon (GSH) miktarına spektroskopik olarak bakıldı. Daha sonra demir homeostazisi düzenlenmesinden sorumlu hepsidin (Hamp), ferritin (Fth) ve ferroportin (Fpn) genlerinin ve Tiyoredoksin sistem genlerinden tiyoredoksin (Trx) ve tiyoredoksin redüktazın (TrxR) kantitatif gen ekspresyon değişimi Real Time PCR yöntemi ile incelendi. Gen seviyesinde oluşan etkinin protein ekspresyonu üzerine kantitatif etkisi western blot yöntemiyle gösterildi. Ayrıca, aşırı demir yüklemesinin Tiyoredoksin redüktaz enziminin fonksiyonu üzerine etkisine spektroskopik tekniklerle bakıldı. Sonuç olarak, demir yüklemesi yapılan fare kalp dokusunda oluşabilecek oksidatif strese karşı antioksidan savunma sisteminin devreye girdiği tiyoredoksin sistemdeki kantitatif değişimler ile belirlendi.

Abstract:
Iron is an essential element in all living organisms that plays a significant role in many biological processes such as energy production, oxygen transportation, cell growth and proliferation, catalysis of essential reactions, DNA, RNA, and protein synthesis. Although iron is an essential element for life, its excessive amount causes oxidative stress by increasing the production of reactive oxygen species (ROS) through Fenton and Haber Weiss reactions. Increasing intracellular ROS levels are eliminated by antioxidant mechanisms containing the thioredoxin system. This biochemical pathway is tightly regulated by hepcidin hormone since the irregularities in iron metabolism may lead to many diseases and tissue disorders such as cardiovascular diseases, cancer, neurodegenerative diseases, anemia and thalassemia. In this thesis, the effect of iron on thioredoxin system was investigated in detail at gene and protein levels in mouse heart tissues obtained from control and iron-overload group. The quantitative iron content and the amount of glutathione (GSH), which is oxidative stress markers were spectroscopically measured in mouse heart tissues obtained from control and iron-overload group. Then, the quantitative gene expression changes of hepcidin (Hamp), ferritin (Fth), and ferroportin (Fpn) genes responsible for iron homeostasis regulation and thioredoxin (Trx) and thioredoxin reductase (TrxR) genes from thioredoxin system were examined by Real Time PCR. The impact of the gene expression on quantitative protein expression was demonstrated by western blot. Moreover, the effect of iron overload on the function of thioredoxin reductase enzyme was examined by spectroscopic techniques. In conclusion, quantitative changes in the thioredoxin system, in which the antioxidant defense system against the oxidative stress that may occur in mouse heart tissue with iron overload, has been identified.