Prangos aricakensis (Apiaceae) bitkisinin fitokimyasal ve biyoaktivite çalışmaları
Phytochemical and bioactivity studies of prangos aricakensis (Apiaceae) plant
Yazar: SERBAY ŞAFAK GÖKÇİMEN
Danışman: PROF. DR. TEVFİK ÖZEN
Ondokuz Mayıs Üniversitesi / Lisansüstü Eğitim Enstitüsü / Kimya Ana Bilim Dalı / Biyokimya Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2023
Konu: Biyokimya = Biochemistry ; Kimya = Chemistry
Dizin: Antimikrobiyal aktivite = Antimicrobial activity ; Antioksidan aktivite = Antioxidant activity ; Enzim-inhibisyon yöntemi = Enzyme-inhibition method ; Fenolik bileşikler = Phenolic compounds ; Temel bileşenler analizi = Principal components analysis

Özet:
Prangos aricakensis, Apiaceae ailesine ait endemik bir bitki türüdür. Bu çalışmada P. aricakensis (PA) bitkisinin ekstraksiyonu sonucu yaprak (PAY), meyve (PAM), kök (PAK) ve sap (PAS) ham ekstraktları elde edilmiş, Clevenger cihazı ile de yaprak uçucu yağı (PAYUY), meyve uçucu yağı (PAMUY), kök uçucu yağı (PAKUY) ve sap uçucu yağı (PASUY) toplanmıştır. Ayrıca her bir ham ekstrakt, kromatografik yöntemler ile fraksiyonlara ve sonrasında da alt fraksiyonlara ayrılarak aktivite yönlendirmeli bir çalışma gerçekleştirilmiştir. Yapılan NMR analizleriyle 6 farklı izolatın (trans-sinamik asit, rutin, oksipeusedanin, ostol, sükroz ve daukosterol) yapısı aydınlatılmış olup MS analizleri ile kütleleri belirlenmiştir. Ayrıca bu izolatlardan ostol, kristal formda elde edilerek FT-IR ve X-ışını kristalografisi analizleri gerçekleştirilmiş ve kristal yapısı belirlenmiştir. İzole edilen moleküllerden trans-sinamik asit ve daukosterol bir Prangos türünden ilk kez (P. aricakensis bitkisinden) izole edilmiştir. Ekstraktların fenolik ve uçucu bileşenlerinin analizleri LC-MS/MS ve GC-MS/MS ile gerçekleştirilmiştir. Ham ekstraktların, uçucu yağların, fraksiyonların, alt fraksiyonların ve izolatların biyoaktivileri, antioksidan (toplam antioksidan, DPPH∙ giderme ve ABTS∙+ giderme aktiviteleri), enzim inhibisyon (asetilkolinesteraz (AChE), bütirilklolinesteraz (BChE), tirozinaz ve üreaz), antimikrobiyal (minimum inhibisyon konsantrasyonu (MİK) metodu), DNA koruma aktiviteleri gerçekleştirilmiş, temel bileşen analizleri ile deney-fraksiyon korelasyonları araştırılmış ve istatistiksel analizleri yapılarak standart ilaç molekülleriyle karşılaştırılmıştır. Ayrıca izolat-enzim etkileşimleri "Moleküler Doking" tekniği ile incelenmiş ve enzim kinetiği çalışmaları yapılmıştır.
Fitokimyasal analizler sonucunda en etkili ekstraktın PAY ekstraktı olduğu görülmüştür. PAY'ın toplam fenolik içerik değeri 26.37±2.10 mg gallik asit eşdeğeri/g iken toplam flavonoid içeriği de 15.64±0.07 mg kuersetin eşdeğeri/g olarak belirlenmiştir. Örnekler içerisinde en etkili toplam antioksidan aktiviteyi izolatlardan daukosterol (34.69±0.22 µg/mL) vermiştir. DPPH∙ giderme aktivitesi sonucu en iyi çıkan örnekler ise (PAYUY, 2.12±0.84 µg/mL), oksipeusedanin (2.19±0.38 µg/mL) ve daukosterol (2.92±0.29 µg/mL) olmuştur. Enzim inhibisyon sonuçlarına göre yaprak ekstraktı diğer ekstraktlardan daha etkili bulunmuştur. Alzheimer hastalığı için en iyi sonuç (AChE için PAY9, 3.05±1.78 µg/mL ve BChE için PAY10, 0.98±0.01 µg/mL), cilt koruyucu özellik bakımından en etkili tirozinaz inhibisyon sonucu (PAY63, 2.30±1.25 µg/mL) olarak görülmüştür. 
MİK sonuçlarında K. pneumonia'ya karşı bütün ham ekstraktların antibiyotiklerden daha etkili olduğu görülmüştür. 

Bu sonuçlar çerçevesinde P. aricakensis bitkisinin iyi bir antioksidan aktivite ve enzim inhibisyon özellikleri gösterdiği, iyi bir antimikrobiyal ajan olabileceği ve iyi bir DNA koruma aktivitesi sergilediği, izolatlarının da enzimler ile kuvvetli etkileşimler gösterdiği gözlenmiştir.

Abstract:
Prangos aricakensis is an endemic plant species belonging to the Apiaceae family. In this study, crude extracts of leaf (PAY), fruit (PAM), root (PAK) and stem (PAS) were obtained with extraction of P. aricakensis (PA) plant. Leaf oil (PAYUY), fruit oil (PAMUY), root oil (PAKUY) and stem oil (PASUY) were also collected with Clevenger type apparatus. A bioguided approach was carried out by separating each crude extract into fractions and then sub-fractions by chromatographic methods. The structures of 6 different isolates (trans-cinnamic acid, rutin, oxypeucedanin, osthol, sucrose and daucosterol) were clarified by NMR analyzes and also molecular mass values determined by MS analysis. In addition, FT-IR and X-ray crystallography analyzes carried out for osthol molecule, which obtained in crystal form. The isolated compounds trans-cinnamic acid and daucosterol were isolated for the first time in Prangos species (from P. aricakensis plant). The analyzes of phenolics and essential oils of the extracts were performed by LC-MS/MS and GC-MS/MS. Bioactivities of crude extracts, essential oils, fractions, sub-fractions and isolates were determined by antioxidant (total antioxidant, DPPH∙ scavenging and ABTS∙+ scavenging), enzyme inhibition (acetylcholinesterase (AChE), butyrylcholinesterase (BChE), tyrosinase and urease), antimicrobial (minimum inhibition concentration (MIC) method), DNA protection activities. Principal component analysis were carried out between the fractions and experiments. Statistical analyzes were made and results were compared with standard drug molecules. In addition to these, isolate-enzyme interactions invastigated with "Molecular Docking" technique and enzyme kinetics studies were carried out.
As a result of phytochemical analysis, it was seen that the most effective extract was PAY extract, the total phenolic content value was calculated as 26.37±2.10 mg gallic acid equivalent/g and the total flavonoid content was calculated as 15.64±0.07 mg quercetin equivalent/g. Among the samples, the most effective total antioxidant activity was daucosterol (34.69±0.22 µg/mL). The most effective DPPH∙ scavenging activity was PAYUY (2.12±0.84 µg/mL), oxypeucedanin (2.19±0.38 µg/mL) and daucosterol (2.92±0.29 µg/mL). According to the enzyme inhibition results, the best extract was PAY,  for Alzheimer's disease (PAY9, 3.05±1.78 µg/mL for AChE and PAY10, 0.98±0.01 µg/mL for BChE), for skin protective effect (PAY63, 2.30±1.25 µg/mL for tyrosinase). 
MIC results showed that all crude extracts were more effective than antibiotics against K. pneumonia.
Within the framework of these results, it was observed that P. aricakensis plant showed good antioxidant activity, enzyme inhibition properties, DNA protection activity and its isolates also showed strong interactions with enzymes.