Gingerol'un antioksidan aktivitesi ve bazı metabolik enzimlerüzerindeki etkisinin araştırılması
Investigation of antioxidant activity of gingerol and its effect on some metabolic enzymes
Yazar: RÜYA SAĞLAMTAŞ
Danışman: PROF. DR. İLHAMİ GÜLÇİN
Atatürk Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Kimya Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2021
Konu: Biyokimya = Biochemistry

Özet:
Amaç: Bu çalışmada fenolik bir bileşik olan Gingerol'un antioksidan kapasitesi ile monoamin oksidaz (MAO)-A ve B, asetilkolinesteraz (AChE), bütirilkolinesteraz (BChE), α-glikozidaz, α-amilaz enzimleri ile insan eritrosit karbonik anhidraz (hCA) I ve II izoenzimleri üzerine in vitro inhibisyon etkileri araştırıldı. 
Yöntem: Öncelikle hCA I ve II izoenzimleri Sefarose-4B-L-Tirozin Sülfanilamid afinite kolon kromatografisi ile saflaştırıldı. Enzimlerin saflığını belirlemek için sodyum dodesil sülfat-poliakrilamid jel elektroforezi (SDS-PAGE) yapıldı ve her bir izoenzim için tek bant gözlendi. Sonrasında Gingerol'un hCA I, hCA II, MAO-A, MAO-B, AChE, BChE, α-glikozidaz ve α-amilaz enzimleri üzerine inhibisyon etkileri araştırıldı. Çalışmanın son kısmında ise antioksidan ve radikal giderme kapasitesini değerlendirmek için ferröz iyonları (Fe2+) indirgeme, kuprik iyonları (Cu2+) indirgeme, FRAP metoduna göre ferrik iyonları (Fe3+-TPTZ) indirgeme, 1,1-difenil-2-pikril-hidrazil serbest radikalini (DPPH·) giderme, 2,2´-azino-bis (3-etilbenztiyoazolin-6-sülfonik asit) radikalini (ABTS∙+) giderme, ve N,N-dimetil-p-fenilendiamin radikalini (DMPD∙+) giderme aktiviteleri çalışıldı. Ayrıca, standart antioksidan olarak BHA, BHT, troloks ve α-tokoferol kullanıldı.
Bulgular: Gingerol'un hCA I ve hCA II, MAO-A, MAO-B, AChE, BChE, α-glikozidaz ve α-amilaz enzimleri için %50 inhibisyona sebep olan inhibitör konsantrasyonu (IC50) sırasıyla 6,79 nM, 6,40 nM, 13,05 μM, 16,6 μM, 2,14 nM, 3,37 nM, 27,52 nM ve 34,31 nM olarak hesaplandı. İnhibisyon sabitleri (Ki) ise 7,91±2,98 nM, 8,75±0,36 nM, 0,67±0,012 nM, 0,86±0,033 nM, 14,36±3,41 nM olarak bulundu. Gingerol'un farklı biyoanalitik antioxidan metodlara göre sentetik antioksidanların aktivitelerine yakın veya daha iyi etki gösterdiği bulunmuştur. 
Sonuç: Tez kapsamında Zingiber officinale Rosc.'nin aktif ileşenlerinden biri olan Gingerol'un çalışılan enzimleri etkili bir şekilde inhibe ettiği ve yüksek bir antioksidan kapasiteye sahip olduğu bulunmuştur.

Anahtar Kelimeler: Antioksidan aktivite, Enzim, Enzim inhibisyonu, Gingerol

Abstract:
Purpose: In this study, it was aimed to investigate the antioxidant capacity of Gingerol, a phenolic compound, and its in vitro inhibition effects on Monoamine oxidase (MAO) -A and B, acetylcholinesterase (AChE), butyrylcholinesterase (BChE), α-glucosidase, α-amylase, human erythrocyte carbonic anhydrase (hCA) I and II isoenzymes.
Method: First of all, hCA I and II isoenzymes were purified by Sefarose-4B-L-Tyrosine Sulphanylamide affinity column chromatography. To determine the purity of the enzymes, sodium dodecylsulfate-polyacrylamide gel electrophoresis (SDS-PAGE) was performed and a single band was observed for each isoenzyme. Afterwards, the inhibition effects of Gingerol on hCA I and hCA II, MAO-A, MAO-B, AChE, BChE, α-glucosidase and α-amylase enzymes were investigated. In the last part of the study, to evaluate the antioxidant and radical scavenging capacity; reduction of ferrous ions (Fe2+), reduction of cupric ions (Cu2+), reduction of ferric ions (Fe3 +) by FRAP method, removal of 1,1-diphenyl-2-picryl-hydrazyl free radical (DPPH), 2,2´-azino-bis (3-ethylbenzthioazoline-6-sulphonic acid) (ABTS) radical scavenging activity, N,N-dimethyl-p-phenylenediamine (DMPD∙+) radical scavenging activity and metal chelating activity were studied. Also, BHA, BHT, trolox and α-tocopherol were used as standard antioxidants.
Results: The concentration of Gingerol that causes 50% inhibition (IC50) It was calculated for hCA I and hCA II, MAO-A, MAO-B, AChE, BChE, α-glucosidase and α-amylase enzymes is 6.79 nM, 6.40 nM; 13.05 μM; 16.6 μM; 2.14 nM; 3.37 nM; 27.28 nM; 34.31 nM as respectively. At the same manner, Ki values were determined as 7,91±2,98 nM; 8,75±0,36 nM; 0,67±0,012, 0,86±0,033 nM; 14,36±3,41 nM. It has been found that Gingerol has a close or better effect on the activities of synthetic antioxidants according to different bioanalytical methods.
Conclusion: Within the scope of the thesis, it was found that Gingerol, one of the active molecules of Zingiber officinale Rosc., inhibits the studied enzymes potent and has high antioxidant capacity.

Keywords: Antioxidant activity, Enzyme, Enzyme inhibition, Gingerol