WRN helikaz aktivitesinin tespiti ve WRN proteininin hedefli yıkımı ile potansiyel anti-kanser etkisinin araştırılması
Detection of WRN helicase activity and investigation of potential anti-cancer effects of targeted WRN protein degradation
Yazar: ALİYE BEYZA ÖZÇELİK
Danışman: DOÇ. DR. SÜNDÜS ERBAŞ ÇAKMAK
Necmettin Erbakan Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Moleküler Biyoloji ve Genetik Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2024
Konu: Moleküler Tıp = Molecular Medicine ; Tıbbi Biyoloji = Medical Biology
Dizin: Antikanser = Anticancer

Özet:
WRN proteini DNA'nın çift zincirinin 3'-5' yönünde ATP bağımlı olarak çözülmesini sağlayan bir helikaz enzimidir (Shen, 2000). DNA'nın alternatif yapıları olan DNA-RNA hibritlerini, çatallanmış DNA'yı, D-looplarını, baloncuk ve parçalı dubleks DNA'ları, tripleks DNA oluşumlarını ve DNA G4 Quadruplex (G dörtlüsü) adı verilen DNA'nın oluşturduğu kompleks yapıların da açılımını sağlayabilen bir helikazdır (Ozgenc & Loeb, 2006). Bu özelliklere sahip olmaları nedeniyle rekombinasyon ile bağlantılı olan DNA tamir mekanizmalarında, replikasyon ve transkripsiyon proseslerinde aktif rol almaktadırlar (Luo, 2010), (Bohr, 2008). 
Proje kapsamında kanser ve erken yaşlanma hastalığı olan Werner sendromu gibi hastalıklarla ilişkili WRN proteininin aktivitesini tespit eden bir foresan prob üretilecek ve seçici WRN protein yıkımını gerçekleştirecek terapötik molekül üretilecektir. Proje boyunca elde edilecek bulguların ilgili hastalıkların tanı ve tedavisine katkı sağlayacağı düşünülmektedir. Proje kapsamında üretilecek prob ilk kez WRN proteininin G-kuadrupleks sübstratı SHOX oligomeri üzerinde helikaz aktivitesini ölçme imkanı sunacaktır. Förster Enerji Transferi (FRET) yöntemi kullanılarak helikaz aktivitesi tespit edilecektir. Literatürde mevcut yöntemler dolaylı olarak ATP kullanımını esas alan yöntemler veya DNA çift sarmalını kullanarak aktivite tespit eden örnekler olup projede üretilecek probdan oldukça farklıdır. Proteozomal yolak aracılığıyla hedefli WRN proteini yıkımı henüz gerçekleştirilmemiştir ve projede ilk kez bu proteinin seviyesini düşüren küçük terapötik bileşikler üretilecek ve kanser biyolojisi üzerine olan etkisi incelenecektir. Bu amaçla bir ucu WRN proteinine bağlanan ve diğer ucu E3 ligaz enzimine tutunan moleküller üretilecek, WRN proteinindeki değişim ve ajanın kanser biyolojine olan etkisi araştırılacaktır.

Abstract:
WRN Protein is an helicase enzyme responsible for ATP-dependent unwiding of double stranded DNA in the direction of 3'-5' (Shen, 2000). Alternative DNA structures such as DNA-RNA hybrids, DNA forks, D-loops, bubbles, partial duplex DNA, triplex DNA, G- quadruplexes (G-quartets) ae substrates of this helicase (Ozgenc and Loeb, 2006). Because of these properties, enzyme is involved in various processes including DNA damage repair associated with recombination, replication and transcription (Luo, 2010; Bohr 2008).
In the project, a fluorescent probe will be develop to detect the activity of WRN protein which is known to be assoiated with diseases such as cancer and Werner syndrome. Additionally, molecular therapeutics that can selectively degrade WRN protein will be investigated within the scope of the project. Results of the project is expected to contribute to the diagnosis and therapy of these diseases. The probe that will be produced by the research will be the first probe example detecting helicase activity on G-quadruplex-bearing SHOX substrate oligomer. Method depends on Förster Type Energy Transfer (FRET). Probes in the literature differ significantly from the proposed probe in the way that they are either base on ATP consumption or unwinding of the double stranded DNA. In the literature, there is not a research on targetted proteosomal degredation of WRN yet. In the project first example of small molecule WRN degraders will be developed and its effect on cancer biology will be investigated. For that purpose, molecules binding to WRN from one side and E3 ligase enzyme from the other end wil be synthesised, redction of WRN protein level and effect on cancer biology will be analysed.