Floresan özellik gösteren bazı sentetik bileşiklerin biyolojik aktivitelerinin araştırılması

Abstract

Bu çalışmada yeni sentezlenen karbonat iyonu sensörü DHMC, Hg2+ ve Fe3+ sensörü APICP ve tiyol grubu sensörü PDI/Arg bileşiklerinin antioksidan, antibakteriyel ve sitotoksik etkileri araştırılmıştır. Ayrıca bu bileşiklerin antioksidan enzimler üzerine etkileri ve canlı hücre sistemlerinde çeşitli iyonların ve fonksiyonel grupların tanımlanmasında kullanılabilirlikleri araştırılmıştır. İncelen üç bileşik içerisinde antioksidan özellikleri en yüksek olan bileşiğin DHMC olduğu, DPPH radikal süpürücü etkiler ve toplam antioksidan kapasite sonuçlarından anlaşılmaktadır. APICP bileşiğinin toplam antioksidan kapasitesinin DHMC bileşiği ile benzerlik gösterdiği, PDI/Arg molekülünün ise yüksek ölçüde indirgeme potansiyeline sahip olduğu bulunmuştur. Antimikrobiyel etkilerinin incelendiği çalışmalarda DHMC bileşiğinin test edilen mikroorganizmaların hepsi üzerinde kuvvetli etkisi olduğu, APICP bileşiğinin ise S.aureus, B.subtilis ve Salmonella gibi mikroorganizmalar üzerinde antibakteriyel etkiye sahip olduğu belirlenmiştir. Gerçekleştirilen enzim kinetiği çalışmaları, DHMC, APICP ve PDI/Arg bileşiklerinin CAT enzimini karışık inhibisyon mekanizmasıyla doz bağımlı bir şekilde baskıladığını göstermiştir. Ayrıca, DHMC ve APICP bileşiklerinin CDNB bağımlı GST enzim aktivitesinde birer yarışmalı inhibitör, PDI/Arg bileşiğinin ise yarışmasız (non-competatif) inhibitör olduğu belirlenmiştir. İncelenen bileşiklerin hepsi, bütün konsantrasyonlarında GSH bağımlı GST aktivitesi için Vmax değerini azaltırken, görece GSH Km değerini arttırmıştır. Bu sonuçlar üç bileşiğin de GSH bağımlı GST aktivitesini karışık tip yarışmasız inhibisyon mekanizması (uncompetatif) ile baskıladığını göstermektedir. HepG2 ve MCF-7 hücreleri üzerine gerçekleştirilen sitotoksisite çalışmalarında PDI/Arg bileşiğinin oldukça yüksek sitotoksik etki (HepG2 için IC50:0,307 mM; MCF-7 için IC50: 0,016 mM) gösterdiği bulunmuştur. Çalışma kapsamında ayrıca biyosensör olarak kullanılabilecek bileşiklerin hücre içerisindeki çeşitli iyonların ve fonksiyonel grupların in vivo tayininde kullanılabilme potansiyelleri floresan hücre görüntüleme çalışmalarıyla ilk defa ortaya çıkarılmıştır.

In this study, antioxidant, antibacterial and cytotoxic properties of newly synthesized carbonate ion sensor DHMC, Hg2+ and Fe3+ sensors and thiol group sensors PDI/Arg compounds were investigated. In addition, the effects of these compounds on antioxidant enzymes and their utility in the identification of various ions and functional groups in living cell systems were determined. DHMC has the highest antioxidant properties among the three compounds examined according to DPPH radical scavenging and total antioxidant capacity results. The total antioxidant capacity of the APICP compound was found to be similar to that of the DHMC. Besides PDI/Arg molecule had a high reduction potential among the three compounds. In studies investigating antimicrobial effects, DHMC has a strong effect on all microorganisms tested, and APICP has an antibacterial effect on S. aureus, B. subtilis and Salmonella. Enzyme kinetics studies have shown that DHMC, APICP and PDI/Arg compounds suppress CAT enzyme in a dose-dependent manner with mixed inhibition mechanism. In addition, DHMC and APICP compounds were found to be competitive inhibitors of CDNB-dependent GST enzyme activity and PDI/Arg were non-competitive inhibitors. All of the compounds examined decreased Vmax for GSH-dependent GST activity at all concentrations, while increasing relative Km value for GSH. These results show that all three compounds suppress GSH-dependent GST activity by a mixed-type uncompetitive inhibition mechanism. Cytotoxicity studies on HepG2 and MCF-7 cells showed that the PDI/Arg compound exhibited a very high cytotoxic effect (IC50: 0.330 mM for HepG2; IC50: 0.016 mM for MCF-7). Additionally, the potential of the biosensor compounds for in vivo determination of various ions and functional groups in the cell has been revealed for the first time by fluorescent cell imaging studies.