Perillil alkolün bazı fungus ve bakteriler ile mikrobiyal transformasyon tepkimeleri ve metabolitlerin in vitro biyolojik aktiviteleri

Abstract

Bir monoterpen olan perillil alkol, çeşitli kanser türlerine karşı kemopreventif, terapötik ve tedavi edici özellikler göstermesinden dolayı ilaç kimyasında dikkat çekmektedir. Bu çalışmada mikrobiyal transformasyon yolu ile perillil alkol türevlerininelde edilmesi; bazı fungal, bakteriyel ve kandidal mikroorganizma kültürlerine karşı antimikrobiyal aktivitelerinin; A549 ve HepG2 kanser hücre hatlarına karşı ise antikanser aktivitelerinin araştırılması amaçlandı.Perillil alkolün bakteri ve mantar ile biyotransformasyonu, mueller hinton ve αmedyum sıvı besiyeri ortamlarında 25-28 oC'de 5-10 gün boyunca gerçekleştirildi. Antimikrobiyal aktivite çalışmalarında agar kuyu difüzyon ve mikrodilüsyon yöntemleri kullanıldı. Perillil alkol ve metabolitinin XTT metodu ile A549 ve HepG2 hücre hatlarına karşı antikanser aktiviteleri, NIH/3T3 hücre hattı kullanarak da seçicilikleri araştırıldı. Hücre proliferasyonu ELISA, BrdU metodu, DNA sentezinin meydana geldiği replikatif hücrelerde proliferasyonun ölçümünde kullanıldı. Apoptotik hücre yüzdeleri, Kaspaz-3 aktivasyonu akım sitometrisi ile ölçüldü.Perillil alkolün ön biyotransformasyonu 60 mikroorganizmayla gerçekleştirildi vesadece Fusarium culmorum (izolat) ile % 20,4 verimle dehidroperillik asit saf olarak elde edildi. Agar kuyu difüzyon yönteminde perillil alkol genel olarak dehidroperillik asitten daha iyi bir inhibitör etki gösterdi (≥14,0 mm). Mikrodilüsyon sonuçlarında ise test edilen tüm konsantrasyonlarda her iki molekülün de önemli bir antimikrobiyal aktivite göstermediği tespit edildi (≥500,0 μg/mL). In vitro antikanser çalışmalarında perillil alkolün 409,2 μg/mL İK50 değeri ile HepG2 hücre hattına karşı sitotoksik etkisi olduğu saptandı. Ancak bu etkinin NIH/3T3 hücre hattına karşı yüksek İK50 değeri (250,0 μg/mL) göstermesi nedeniyle seçici olmadığı belirlendi. Dehidroperillik asit ise 125 μg/mL İK50değeri ve 400,0 selektivite indeksi (Sİ) değeri ile A549 hücre hattına karşı antikanser etki ve seçicilik gösterdi. Dehidroperillik asidin antikanser etkisini, apoptozu başlatarak gösterdiği ve bu kanser türünün tedavisinde iyi potansiyel aday molekülü olabileceği saptandı.

A monoterpene, perillyl alcohol, has attracted attention in medicinal chemistry since it exhibited chemo-preventive and therapeutic properties against a variety of cancers. In the present work, it was aimed to obtain derivatives of perillyl alcohol through microbial transformation and investigate their antimicrobial activities against some fungal, bacterial and candidal microorganism cultures and anticancer activities against A549 and HepG2 cancer cell lines. Biotransformation of perillyl alcohol with bacteria and fungi were carried out in mueller hinton broth and α-medium for 5-10 days at 25-28°C, respectively. Agar well diffusion and microdilution methods were used in antimicrobial activity studies. XTT assay was performed to investigate the anticancer activities of perillyl alcohol and its biotransformation metabolite, against A549 and HepG2 cell lines and their selectivity using healthy cell line, NIH/3T3. Cell proliferation ELISA, BrdU (colorimetric) assay was used for measurement of proliferation in replicative cells in which DNA synthesis occurs. Flow cytometric analyses were also carried out for measuring apoptotic cell percentages, Caspase-3 activation and mitochondrial membrane potential. Pre-biotransformation of perillyl alcohol was carried out by 60 microorganisms and only biotransformation with Fusarium culmorum (isolate) yielded dehydroperillic acid in pure form in a yield of 20.4 %. In the agar well diffusion method, perilly alcohol generally showed a better intibitory effect than dehydroperillic acid (≥14.0 mm). In microdilution method, it was determined that both molecules did not show a significant antimicrobial activity at all tested concentrations (≥500.0 μg/mL). In in vitro anticancer studies, perillyl alcohol was found to exert cytotoxicity against HepG2 cell line with an IC50 value of 409.2 μg/mL. However, this effect was not found to be selective because of its higher IC50 (250.0μg/mL) value against NIH/3T3 cell line. On the other hand, dehydroperillic acid was found to be effective and also selective against A549 cell line with an IC50 value of 125.0 μg/mL and a selectivity index (SI) value of 400.0. Dehydroperillic acid may be a good candidate for therapy of lung adenocarcinoma and show this anticancer activity by inducing apoptosis.