Alfa-talasemi ve G6PD enzim eksikliğine neden olan mutasyonların moleküler düzeyde incelenmesi

Abstract

ÖZET a-Talasemi ve G6PD Enzim Eksikliğine Neden Olan Mutasyonlann Moleküler Düzeyde İncelenmesi Moleküler Tıp alanındaki hızlı gelişmenin, hastalıkların genetik nedenlerinin çözümlenmesinde, tanı yöntemlerinin geliştirilmesinde, yeni tedavi yöntemlerinin bulunmasında ve dahası hastalıkların oluşumunun engellenmesinde büyük katkıları bulunmuştur. Günümüzde en genel genetik bozukluk olarak bilinen talasemilerden a-talasemi ve enzimopatilerden G6PD eksikliği dünyada olduğu kadar Çukurova Bölgesi'nde de önemli halk sağlığı sorunudur. Çalışmamızda, a-talasemi ve G6PD eksikliği genotipik ve fenotipik olarak incelenmiştir. Bu amaçla, toplam 31 olguda dört delesyonel a-talasemi mutasyonu (MED I, a20`5 a4'2 ve a3'7) PCR yöntemiyle analiz edildi. Olguların hematolojik değişkenleri Coulter Counter kan sayım cihazıyla, Hb tipleri selüloz asetat elektroforeziyle, Hb A2 düzeyleri mikrokolon kromatografisi ve Hb F düzeyleri alkali denatürasyon yöntemiyle analiz edildi. Laboratuvar analizleri sonunda elde edilen genetik ve hematolojik veriler, Diskriminant Fonksiyon Analiziyle değerlendirildi. Çalışmanın G6PD bölümünde gerçekleştirilen analizler tamamen teorik verilerin bilgisayar ortamında biyoinformatik araçlarla analizlerini içermektedir. Bu amaçla, veritabanlarında depolu genetik analizlerle belirlenmiş G6PD mutasyonları ve çeşitli veritabanlarındaki G6PD proteininin yapısal verileri entegre edilerek analiz edildi. PCR yöntemiyle gerçekleştirilen delesyonel a-talasemi mutasyonu analizlerinde toplam 62 kromozomda a4'2 mutasyonuna rastlanmazken, 28'inde a3-7, 17'sinde MED I, l'inde a205 delesyonu tespit edildi. Hematolojik değişkenlerin istatistiksel analizleri sonucunda a-talasemili olguların tanımlanmasında en güçlü değişken olarak MCV ve Hb A2'nin yer aldığı bir diskriminant fonksiyonu türetildi. Analiz edilen G6PD mutasyonlarından (124) ciddi enzim eksikliğine neden olan (Sınıf I) toplam 57 mutasyonun 25'inin (%43,9) ve enzim stabilitesini etkileyen toplam 36 mutasyonun 8'inin (%22,2) dimer arayüzüne karşılık gelen onuncu eksonda kümelenme eğiliminde oldukları tespit edildi. Moleküler bozuklukların klinik, hematolojik ve protein gibi çeşitli düzeylerdeki fenotipik sonuçlarının karşılaştırmalı analizleri yapı fonksiyon ilişkilerinin belirlenmesi yönünde detaylı bilgilerin elde edilmesine olanak sağlamıştır. Anahtar Sözcükler: a-talasemi, Enzimopati,G6PD eksikliği, Mutasyon ıx

ABSTRACT Investigation of Mutations Causing a-Thalassemia and G6PD Enzyme Deficiency In Molecular Level Advances in the Molecular Medicine provided valuable contribution to the understanding of the genetic causes of diseases, improvement of the diagnosis, development of new therapeutic methodologies, and moreover prevention of formation of diseases. Today, as in the worldwide, a-thalassemia and G6PD deficiency which are known to be most common genetic abnormality, constitudes important public health problem in Çukurova Region. In this study, a-thalassemia and G6PD deficiency are investigated in genetic and phenotypic manner. For this purpose, a total of 31 cases were investigated for four deletional a- thalassemia mutations (MED I, a205 a4,2 ve a3,7) by PCR method. Hematological parameters, Hb types, Hb A2 and Hb F levels of cases were analysed by Coulter Counter blood count analyser, cellulose asetat electrophoresis, microcolumn chromatography and alkali denaturation, respectively. The genetical and hematological data obtained were analysed by Discriminant Function Analysis. The studies performed for the G6PD part of this thesis include the analyses carried out by computational tools based on completely theoritical data. For this aim, the genetically determined G6PD mutations deposited at the databases and the structural data at various relational databanks were integrated. As a result of the mutation analyses, among 62 chromosomes studied; no a4'2, 28 a3'7, 17 MED I, and 1 a20'5 mutations were identified. Statistical analyses on hematological parameters demonstrated that MCV and Hb A2 are most powerful for the discrimination of a-thalassemia cases, and based on these two parameters a discriminant function were derived. Among the 124 distinct G6PD mutations analysed 57 (50.9 %) mutations were considered in Class I variants. We found that out of the 57 mutations reported for Class I variants 25 (43.9 %) mutations, and out of 36 mutations affecting stability centers 8 mutations (22.2%) tend to cluster in exon 10 which corresponds to the subunit interface in the active G6PD dimer. Comparisons of the molecular defects and its phenotypical consequences at various levels such as clinical, hematological, and structural data provide detailed information regarding the structure function relationships. Key Words: a-Thalassemia, Enzymopathy, G6PD deficiency, Mutation