Donepezil analogu içeren yeni indan-1-on türevlerinin sentezleri ve kolinesteraz enzimleri üzerindeki etkilerinin araştırılması

Abstract

Alzheimer hastalığı (AH), uzayan yaşam ömrü sonucu gün geçtikçe görülme olasılığı artan nörodejeneratif bir hastalıktır. Hastaların bilişsel, duyusal ve davranışsal durumlarında bozulmalara neden olmakta ve yaşam kalitesini oldukça düşürmektedir. Dünya genelinde hasta popülasyonun yıllar geçtikçe artması, radikal bir tedavisinin henüz olmaması, güncel tedavilerin çok uzun sürmesi ve bakım maliyetinin yüksekliği gibi sebepler bu hastalığın önemini artırmaktadır. Bu alanda yapılan yeni ilaç geliştirme çalışmaları büyük bir hızla devam etmektedir.Donepezil, AH tedavisinde en olumlu yanıt veren asetilkolinesteraz (AChE) inhibitörü ilaçtır. Yapısında indanon ve piperidin halka sistemlerini taşımaktadır. Bu nedenle, literatürde bu yapıları veya biyoizosterlerini içeren yeni bileşiklerin sentezlenmesine ve antikolinesteraz aktivitelerinin incelenmesine yönelik çok sayıda çalışma bulunmaktadır.Bu çalışmada 2-(4-((5,6-dimetoksi-1-okso-2,3-dihidro-1H-inden-2-il)metil)piperidin-1-il)-N-arilasetamit ve 5-metoksi, 6-metoksi veya 5,6-dimetoksi-2-(4-sübstitüebenziliden)-2,3-dihidro-1H-inden-1-on yapısında toplam 38 adet yeni bileşik sentezlenmiştir. Elde edilen bileşiklerin yapıları IR, 1H ve 13C NMR, Mass spektroskopik yöntemleri ve elemental analiz bulguları ile aydınlatılmıştır. Elde edilen bileşiklerin kolinesteraz enzimleri üzerindeki inhibitör etkileri araştırılmıştır. Sentezlenen bileşiklerin hiçbiri butirilkolinesteraz (BChE) enzimi üzerinde önemli bir aktivite göstermemiştir. Öte yandan, 26-29 kodlu bileşiklerin AChE enzimi üzerinde kayda değer inhibitör etki gösterdikleri belirlenmiştir. Enzim inhibisyon çalışmalarının yanısıra yüksek inhibitör aktivite gösteren bileşiklerin enzim kinetik çalışmaları incelenerek subtrat-enzim ilişkilerine etkileri araştırılmıştır. Ayrıca seçilen bileşiklerin toksisitelerini belirlemek amacıyla sitotoksisite testleri de gerçekleştirilmiştir. Sitotoksisite çalışmaları sonucunda bileşiklerin toksik olmadıkları görülmüştür. Tez kapsamında AChE enzim aktif yöreleri, moleküler modelleme çalışmaları ile yapı olarak aydınlatılmıştır. Donepezil ve seçilen bileşikler için docking çalışmaları yapılarak enzim aktif bölgesi ile bağlanma noktaları belirlenmiştir. Moleküler modelleme çalışmaları, AChE enzimi aktif yöreleri ile en güçlü etkileşimin en aktif üye olan 29 kodlu bileşik ile gözlendiğini ortaya koymuştur.

Alzheimer disease (AD), is a neurodegenerative disorder of which appearance probability increases day after day as a result of extended lifetime. It causes deterioration in cognitive, sensory and behavioural situations of patients and lowers the quality of life. The reasons as worldwide increase in the patient population over the years, absence of a radical treatment, too long period of current therapies and height of the maintenance costs increase the significance of the AD. The new drug development studies in this field continues in a great speed.Donepezil, an acetylcholinesterase (AChE) inhibitor, gives the most positive response to AD therapy. Donepezil carries indanone and piperidine ring systems on the structure. Thus, in the literature there are lots of studies including the synthesis and anticholinesterase activity investigation of these ring systems or their bioisosters.In this study, totally 38 new compounds in the structure of 2-(4-((5,6-dimethoxy-1-oxo-2,3-dihydro-1H-inden-2-yl)methyl)piperidin-1-yl)-N-arylacetamide and 5-methoxy, 6-methoxy or 5,6-dimethoxy-2-(4-substitutedbenzylidene)-2,3-dihydro-1H-inden-1-were synthesized. Structures of the obtained compounds were elucidated by IR, NMR and MS spectroscopic methods and elemental analyses findings. Inhibitory potential of the obtained compounds on cholinesterase enzymes was investigated. None of the compounds displayed significant inhibitory activity on butrylcholinesterase (BChE) enzyme. On the other hand, the compounds 26-29 indicated remarkable inhibitory activity on AChE enzyme. In addition to enzyme inhibition studies, enzyme kinetic studies were performed in order to observe the effects of most active inhibitor compounds on substrate-enzyme relationship. Besides, cytotoxicity studies were performed to get an information about toxicity levels of the selected compounds. As a result of cytotoxicity studies all of the compounds were defined as non-toxicIn the thesis the active sites of AChE enzyme were structurally identified by molecular modelling studies. Docking studies were carried out for donepezil and selected compounds and connection modes with enzyme active sites were determined. Molecular modelling studies revealed that the strangest interaction with the active sites of AChE enzyme has been observed for the most active compound 29 in the series.