Bazı moleküllerin fizikokimyasal özellikleri ile biyolojik aktivitesi arasındaki ilişkinin qsar yöntemi ile araştırılması

Abstract

BAZI MOLEKÜLLERİN FİZİKOKİMYASAL ÖZELLİKLERİ İLE BİYOLOJİK AKTİVİTESİARASINDAKİ İLİŞKİNİN QSAR YÖNTEMİ İLE ARAŞTIRILMASISemra GÜLERÖZETSülfonamitler, ortak -SO2NH2 grubu içeren geniş bir organik molekül ailesidir. Bumoleküllerin çoğu biyolojik aktif olup, organizmada bulunan karbonik anhidraz enzimiinhibitörü etkisi gösterir. Karbonik anhidraz enzimi insanlarda Glokom (göz tansiyonu)hastalığı ile direkt ilişkilidir. Glokom hastalığının tedavisinin temelinde karbonik anhidrazenziminin salgısının baskılanması (inhibe edilmesi) yatar. Bu amaçla üretilen piyasada lisanslısülfonamit türevi ilaçlar mevcuttur. Bunların başlıcaları; Sülfanilamit, Metazolamit veDorzolamittir. Ancak, ilaç sektöründe daha yüksek etkili ve düşük yan etkili ilaçlar üretmekiçin kıyasıya bir yarış vardır. Bu amaçla, her yıl binlerce yeni sülfonamit türevi bileşiksentezlenerek, bunların biyolojik aktivitesi ölçülmektedir. QSAR analizi biyo-aktifmoleküllerin yapısal fizikokimyasal parametreleri ile biyolojik aktiviteleri arasındaki ilişkininaçığa çıkarılmasında etkin bir yöntemdir.Bu tez çalışmasında literatüre yeni girmiş yirmi bir adet sülfonamit türevi moleküle aiton dokuz farklı moleküler tanımlayıcı hesaplandı. Hesaplama, bir ab initio yöntemi olan YFTkullanılarak yapıldı. YFT ile hesaplama esnasında B3LYP fonksiyoneli ve 6-31G(d) bazkümesi kullanıldı. Hesaplanan bu kuantum mekaniksel ve termodinamiksel molekülertanımlayıcıların bazıları şunlardır: Dipol moment, kutuplanırlık, HOMO, LUMO, kimyasalsertlik, Toplam enerji, elektron efinitesi, entalpi vb. Hesaplanan bu moleküler tanımlayıcılarlabu moleküllere ait deneysel ölçülmüş biyolojik aktiviteleri (inhibasyon sabitleri) birlikte birQSAR analizi yürütmekte kullanılabilir.Bu çalışmada kullanılan ab initio hesaplama yöntemi YFT'nin fiziksel temelleriBölüm 2'de, hesaplanan moleküler tanımlayıcıların fiziksel temelleri Bölüm 3'de verildi.Yapılan hesaplamaların sonuçları Bölüm 4'de verildi. Yapılan tüm hesaplamalar ticari abinitio hesaplama yazılım paketi olan GAUSSIAN 03W ve QSAR analiz paketi olanCODESSA programları ile yürütüldü.

AN INVESTIGATION ON SOME MOLECULES; EXPOLORING THE RELATIONSHIPBETWEEN THEIR PHYSICOCHEMIAL PROPERTIES AND BIOLOGICAL ACTIVITIESBY QSARSemra GÜLERSUMMARYSulfonamides are a family of organic molecules containing -SO2NH2 moiety,the most of these are biologically active as an inhibitor of the carbonic anhydraseenzymes. These enzymes are related to illness called Glaucoma. Some sulfonamidemolecules namely Sulfanilamide, Acetazolamide and Dorzalamide are commercialdrugs in the market for using as antiglaucoma agents. There is always a big demandfor having a new drug with higher efficiency and lower side affect. For this reason,every year hundreds of new sulfonamides with the different level of carbonicanhydrase inhibitor activity are synthesized and joined to literature. QSAR is a veryuseful tool to explore the relationship between the molecular properties andbiological activities of the molecules.In this thesis study, nineteen different molecular descriptors from twentysulfonamide molecules were calculated by using the DFT method with the B3LYPfunctional and 6-321G(d) basis set. These calculated molecular descriptors can beused to perform a QSAR analysis in combination with their measured biologicalactivities which exist in the literature. The molecular descriptors including the heat offormation, ionization potential, electron affinity, HOMO, LUMO, dipole momentand average polarizability, electronegativity, chemical hardness etc.Theoretical background of DFT method and those descriptors that calculatedin this study are also given in Chapter 2 and Chapter 3, respectively. The results ofcalculation are presented in Chapter 4. All of calculations presented in this studywere performed by using the commercial quantum chemistry program calledGAUSSIAN 03W and QSAR analysis program called CODESSA.1