hTopo IIα Enzim İnhibitörü Olabilecek Bazı Benzazol Türevi Bileşiklerin In Silico Tasarımı, Sentezi ve Antikanser Etki Çalışmaları
Tezin Türü: Doktora
Tezin Yürütüldüğü Kurum: Ankara Üniversitesi, Eczacılık Fakültesi, Eczacılık Meslek Bilimleri Bölümü, Türkiye
Tezin Onay Tarihi: 2024
Tezin Dili: Türkçe
Öğrenci: Gözde YENİCE ÇAKMAK
Danışman: İlkay Yıldız
Açık Arşiv Koleksiyonu: AVESİS Açık Erişim Koleksiyonu
Özet:hTopo IIα enzimi, kanser tedavisinde önemli bir hedef olup, bu enzimin inhibisyonu çeşitli kanser türlerinde etkili bir tedavi yaklaşımı sunmaktadır. Bu doktora tez çalışmasında, hTopo IIα enzimi inhibitörü olabilecek yeni 13 adet ve toplamda 30 adet metil (2-sübstitüefenil)-1H-benzimidazol-5(6)-karboksilat (2a-2p) ve metil (2-sübstitüefenil)benzoksazol-5-karboksilat (3a-3p) türevleri tasarlanmış, sentezlenmiş ve sitotoksisite ve hTopo IIα enzim inhbisiyonu çalışmaları ile biyolojik aktiviteleri kapsamlı bir şekilde değerlendirilmiştir. Benzimidazol türevlerinin sentezinde, 3,4-diaminobenzoik asidin tiyonil klorür varlığında metanol ile esterleşmesiyle metil 3,4-diaminobenzoat (1a) ara ürünü hazırlanmıştır. Bu ara ürün, çeşitli benzaldehit türevleriyle reaksiyona sokularak metil (2-sübstitüefenil)-1H-benzimidazol-5(6)-karboksilat (2a-2p) türevlerine dönüştürülmüştür. Benzoksazol türevlerinin sentezinde ise 3-amino-4-hidroksibenzoik asit, asetil klorür varlığında metanol ile esterleştirilerek metil ester türevi olan metil 3-amino-4-hidroksibenzoat (1b) elde edilmiştir. Bu ara ürün, farklı sübstitüe benzaldehit türevleriyle reaksiyona sokularak metil (2-sübstitüefenil)benzoksazol-5-karboksilat (3a-3p) türevleri sentezlenmiştir. Sentezlenen bileşiklerin saflık ve yapısal karakterizasyonu, erime noktası, ince tabaka kromatografisi (İTK), ¹H NMR, ¹³C NMR, LC, Mass (ESI+) ve IR analizleri kullanılarak gerçekleştirilmiştir. Bileşiklerin in vitro antikanser aktiviteleri, prostat (LNCaP), karaciğer (HepG2) ve akciğer (A549) kanseri hücre hatlarında ve sağlıklı insan embriyonik böbrek hücre hattı (293T) üzerinde WST-1 testi kullanılarak değerlendirilmiştir. Referans inhibitör olarak etoposid kullanılmış ve bileşiklerin antikanser etkinlikleri IC₅₀ değerleri üzerinden karşılaştırılmıştır. Ayrıca, 13'ü orijinal toplamda 30 adet sentezlenen bileşiklerin hTopo IIα enzimi üzerindeki bağlanma potansiyelleri in vitro enzim çalışmaları üzerinden incelenmiştir. Bileşiklerin moleküler düzeyde bağlanma özelliklerini ve enzim-DNA kompleksindeki etkileşimlerini analiz etmek ve bağlanma mekanizmalarını değerlendirmek için hTopo IIα enziminin (PDB: 5GWK) kristal yapısı kullanılarak moleküler kenetlenme çalışmaları gerçekleştirilmiştir. Ayrıca, bileşiklerin in silico ADMET özellikleri değerlendirilerek farmakokinetik profilleri, biyoyararlanımları ve toksisite tahminleri kapsamlı bir şekilde analiz edilmiştir. Elde edilen sonuçlara göre, benzimidazol türevlerinin benzoksazol türevlerine kıyasla daha yüksek antikanser aktivite sergilediği gözlemlenmiştir. Özellikle 2n bileşiği, HepG2 ve A549 hücre hatlarında etoposide kıyasla sırasıyla (33,58 (±5,31) ve 35,29 (±3,35) µM değerleri ile daha güçlü antikanser aktivite ve hTopo IIα enzimine karşı yüksek bağlanma potansiyelleri (1,10 µg/L) göstermiştir. Bunun yanında 2h ve 2l bileşikleri de LNCaP, HepG2 ve A549 hücrelerine karşı (sırasıyla, 11,84 (±3,48); 19,59 (±2,15) µM ve 20,22 (±3,05) ve 10,83 (±4,74); 15,58 (±5,25); 14,48 (±4,28) µM olmak üzere) güçlü antikanser aktiviteleriyle dikkat çekmiştir. Moleküler kenetlenme çalışmaları, bileşiklerin DNA stabilizasyonunda önemli π-π ve π-katyon etkileşimleri sergilediğini ortaya koymuştur. ADMET analizleri, bileşiklerin büyük çoğunluğunun iyi farmakokinetik profile sahip olduğunu ve Lipinski ve Veber kurallarına uygunluk gösterdiğini ortaya koymuştur. Düşük toksisite profiliyle 3m ve 3i türevleri öne çıkarken, 2d bileşiği yüksek kardiyotoksisite potansiyeli nedeniyle dikkatle değerlendirilmesi gereken bir aday olarak belirlenmiştir.