Peptit-protein nanotüplerin hazırlanması ve karakterizasyonu

Abstract

Nanotüpler, çapı nanoboyutta olan, boyu birkaç yüz nanometre veya daha uzun olabilen içi boş silindirik yapılardır. Nanotüpler birçok organik ve inorganik malzemeden sentezlenebilmektedir. Organik nanotüpler karbonhidrat, lipit, nükleik asit ve protein gibi organik moleküllerden veya bunların birkaçının karışımından oluşmaktadır. Peptit ve protein nanotüpler, proteinlerin doğasında varolan moleküler tanıma özelliğinin bir sonucu olarak aşağıdan yukarıya (bottom-up) yaklaşımla moleküler birimlerin kovalent olmayan etkileşimlerle kendiliğinden düzenlenmesi (self-assembly) ile oluşmaktadır. Birçok nörodejeneratif hastalıklarda patojen rol oynayan peptit zincirinin merkezi aromatik çekirdeği olan difenilalanin dipeptidi hidrojen bağları ve aromatik istiflenme gibi kovalent olmayan etkileşimlerle nanotübüler yapılara kendiliğinden düzenlenebilmektedir.Sunulan tez kapsamında, difenilalanin (NH2-L-Phe-L-Phe-COOH) zwitterionik dipeptidinin farklı polariteye sahip çözücü ortamlarında ve farklı derişimlerde oluşturduğu nanoyapıların morfolojik karakterizasyonu taramalı elektron mikroskobu (SEM) ve atomik kuvvet mikroskobu (AFM) kullanılarak yapılmıştır. Fourier Transform İnfrared Spektroskopi (FTIR) ile kimyasal yapıları ve X-ışını toz kırınımı (PXRD) yöntemiyle kristal yapıları incelenmiştir.B12 vitamininin tayini amacı ile tek kullanımlık kalem grafit elektrot yüzeyi peptit nanotüplerle modifiye edilmiştir. Elektrodun elektrokimyasal davranışları dönüşümlü voltametri, kare dalga voltametri ve diferansiyel puls voltametri yöntemleri kullanılarak saptanmıştır. Böylece ilaçlardaki kalite kontrolüne yönelik B12 vitamini tayinine yeni, hızlı, ucuz ve tek kullanımlık bir yöntem geliştirilmesi amaçlanmıştır.

Nanotubes are hollow cylindirical structures having diameters in nanoscale and several hundred or more nanometers in length. Nanotubes can be synthesized from many organic and inorganic materials. Organic nanotubes consist of organic molecules such as carbohydrates, lipids, nucleic acids and protein or mixture of them. Peptide and protein nanotubes are build up by bottom-up approach because of its nature related with molecular recognition. The structure self-assembles itself with non-covalent interactions. Diphenylalanine dipeptide, which acts as pathogen in many neurodegenerative diseases and having an central aromatic nuclei in peptide chain, can self assemble itself by non-covalent interactions such as hydrogen bonds and aromatic packaging.In this presented thesis, the structures of zwitterionic diphenylalanine peptide (NH2-L-Phe-L-Phe-COOH) formed in various solvents having different polarities and concentrations were characterized morphologically with scanning electron microscopy (SEM) and atomic force microscopy (AFM). The chemical composition and crystal structures were also investigated with Fourier Transform Infrared Spectroscopy (FTIR) and X-ray Powder Diffraction (PXRD) techniques,respectively.Disposable pencil graphite electrode (PEG) surfaces were modified with peptide nanotubes with the intention of vitamin B12 analysis. The electrochemical behaviour of electrode was investigated by using cyclic voltametry, square wave voltametry and differential pulse voltametry methods. Thereby, a new, rapid, inexpensive and disposable method was aimed to develop for the quality control monitoring of drugs.