Kapsaisin-DNA etkileşiminin tek kullanımlık elektrokimyasal biyosensör ile tayini
The detection of capsaicin-DNA interaction by using single-use electrochemical biosensor
Yazar: NİLAY YILMAZ
Danışman: PROF. DR. KADRİYE ARZUM ERDEM GÜRSAN
Ege Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Biyomedikal Teknolojiler Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2018
Konu: Biyomühendislik = Bioengineering ; Biyoteknoloji = Biotechnology ; Genetik = Genetics

Özet:
Bu çalışmada, antikanserojen özelliklere sahip olduğu bilinen, kırmızı acı biberin öz maddesi kapsaisin (CPS) ile çift sarmal DNA ve Huh7 insan hepatoselüler karsinoma hücre hattından izole edilen total RNA'dan elde edilen cDNA ve PCR örnekleri arasında biyomoleküler etkileşim, tek kullanımlık elektrokimyasal biyosensör kullanılarak ilk kez incelenmiştir. CPS ile çift sarmal DNA, cDNA ve cDNA PCR örnekleri arasındaki etkileşim voltametrik yöntemle incelenmiştir. 1 - 5 µg/mL DNA konsantrasyon aralığında tayin sınırı, 0,62 µg/mL olarak bulunmuştur. CPS'nin nükleik asitlerle etkileşimi 1 dakika ile 30 dakika arasında zamana bağlı bir şekilde çift sarmal DNA, cDNA ve cDNA PCR örneklerinden gelen guanin sinyalindeki değişimlere bağlı olarak incelenmiştir. CPS'nin farklı nükleik asitlerle etkileşimi tek kullanımlık kalem grafit elektrot (PGE) ile diferansiyel puls voltametrisi (DPV) tekniği kullanılarak literatür de ilk kez incelenmiştir. Ayrıca CPS'nin PCR örnekleri ile etkileşimini doğrulamak için, CPS ile çift sarmal DNA arasındaki etkileşim agaroz jel elektroforezi tekniği kullanılarak belirlenmiştir. 
Çalışmamızda, CPS ile DNA etkileşiminin elektrokimyasal algılanmasına yönelik tek kullanımlık düşük maliyetli, güvenilir ve hızlı sonuçlar veren biyosensör teknolojisi geliştirilmiştir. Kişiselleştirilmiş tıp teknolojilerinin gelişmesi ile ilaç, toksin, kimyasal maddeler ile nükleik asitlerin etkileşmesine yönelik çalışmaların sayısı artmaktadır. Elektrokimyasal biyosensörler, bu etkileşim mekanizmalarını araştırmaya yönelik kullanılan en yaygın yöntemlerdendir. Bu kapsamda, elektrokimyasal biyosensörler, DNA hedefli moleküllerin nükleik asitler üzerindeki etkilerini açığa kavuşturmak için bilgi sağlayabilir ve özellikle kanser üzerine etkili tedavi yöntemlerinin belirlenmesi için yeni fırsatlar sunabilir.

Anahtar sözcükler: Kapsaisin, çift sarmal DNA, Huh7 insan hepatoselüler karsinoma hücre hattı, tek kullanımlık kalem grafit elektrot, elektrokimyasal biyosensör, diferansiyel puls voltametrisi, agaroz jel elektroforezi.

Abstract:
In this study, the biomolecular interaction occurred between nucleic acids and Capsaicin (CPS), the active compound in chilli peppers, which has been reported to have anti-carcinogenic properties, was investigated for the first time herein using disposable electrochemical biosensor. It is aimed to perform the interaction between CPS and double stranded DNA, cDNA from total RNA isolated from Huh7 human hepatocellular carcinoma cell line and PCR samples. The detection limit of DNA concentration range from 1 to 5 mg/mL was found to be 0.62 mg/mL. The effect of time-dependent manner from 1 min to 30 min on the interaction of CPS with nucleic acids was explored upon to the changes at guanine signal coming from double stranded DNA and cDNA as well as PCR samples. The surface confined interaction of CPS with different type of nucleic acids was investigated by disposable pencil graphite electrode (PGE) in combination with differential pulse voltammetry (DPV) for the first time in the literature. The interaction of CPS with double stranded DNA was also determined by agarose gel electrophoresis to confirm the interaction of CPS with PCR samples. 
In our study, electrochemical sensor technology has been developed for detection of CPS with DNA interaction that provides disposable low cost, reliable, and fast results. There has been much work on the development of personalized medical technology and the interaction of drugs, toxins, and chemical substances with nucleic acids. Electrochemical biosensors are the most common method used to investigate these interaction mechanisms. In this sense, electrochemical sensors can provide information to elicit the effects of DNA-targeted molecules on nucleic acids and offer new opportunities, particularly for the identification of effective treatments for cancer.

Keywords: Capsaicin, double helix DNA, Huh7 human hepatocellular carcinoma cell line, disposable pencilpen graphite electrode, electrochemical biosensor, differential pulse voltammetry, agarose gel electrophoresis.