Asetilkolinesteraz (ache) enzimine bazı kumarin bileşiklerinin etkisi


Thesis Type: Postgraduate

Institution Of The Thesis: Marmara University, Institute For Graduate Studies İn Pure And Applied Sciences, Department Of Chemistry, Turkey

Approval Date: 2014

Thesis Language: Turkish

Student: Gürcan Mert Karalı

Principal Supervisor (For Co-Supervisor Theses): Ayşe Ogan

Co-Supervisor: Özkan Danış

Abstract:

ASETİLKOLİNESTERAZ (AChE) ENZİMİNE BAZI KUMARİN BİLEŞİKLERİNİN ETKİSİ Alzheimer Hastalığı (AH), hafıza kaybı, kavrama bozukluğu, konuşma bozuklukları ve çeşitli davranış anormallikleri şeklinde karakterize edilen ilerleyici ve kronik nörodejeneratif bir beyin hastalığıdır. AH, demansın sanayileşmiş ülkelerde, özellikle yaşlılar arasında görülen en yaygın şeklidir ve batılı ülkelerde başlıca ölüm sebepleri arasında dördüncü sırada yer almaktadır. Nöropatolojik bulgular, asetilkolin (ACh) seviyelerinde meydana gelen azalmaların, senil amiloid β-peptit (Aβ) plakların ve nörofibriler yumakların (NFY) beyin içerisinde birikiminin, AH’nın patojenezinde kritik rol oynadığını göstermiştir. Bu sebeple, AH’nın semptomatik tedavisi için en umut verici yaklaşım ACh’in hidrolizinden ve etkisinin sonlandırılmasından başlıca sorumlu enzim olan asetilkolinesterazın (AChE) inhibisyonuyla ACh’in beyindeki sinaptik düzeylerini artırmaktır. Galantamin, donepezil, rivastigmin ve takrin gibi çeşitli AChE inhibitörleri AH’nın semptomatik tedavisinde kullanılmaktadırlar. Bu ilaçlar hafıza ve kavrama fonksiyonlarında bir miktar iyileşme sağlamaktadırlar. Fakat ilerleyici nörodejenerasyonu önleyici ya da yavaşlatıcı etkileri bulunmamaktadır. Kumarinler birçok bitki türünde doğal olarak bulunan, anti-inflamatuar, anti-tümör, antiviral, antimikrobiyal, anti-oksidan, antidepresan, antikanser ve antikoagülan etki gibi çok geniş bir biyolojik aktivite alanına sahip fitokimyasal bileşiklerdir. Yapılan çalışmalar, doğal kumarinler kadar kimyasal olarak sentezlenmiş olan kumarin türevlerinin de AChE inhibisyonunda güçlü aktivite gösterdiklerini ortaya çıkarmıştır. Bu çalışmada, potansiyel AChE inhibitörlerini belirlemek için, daha önce Organik Kimya ve Biyokimya Anabilim Dallarında sentezlenmiş olan amino, hidroksi, metoksi ve asetoksi gibi farklı fonksiyonel gruplar içeren 32 kumarin türevinin, Electrophorus electricus (Elektrikli yılan balığı) AChE (EeAChE) enzimi üzerindeki in vitro inhibe edici etkileri, ilk kez ve substrat olarak asetiltiyokolin kullanılarak, incelendi. AChE aktivitesi, modifiye Ellman yöntemine göre spektrofotometrik olarak mikroplate okuyucuda tayin edildi. Çalışmamız, 6,7-dihidroksi kumarinlerin, test edilen maddeler arasında en yüksek inhibitör aktivitesine sahip olduğunu göstermiştir. ABSTRACT EFFECTS OF VARIOUS COUMARIN DERIVATIVES ON ACETYLCHOLINESTERASE (AChE) ENZYME Alzheimer’s Disease (AD) is a progressive, chronic, neurodegenerative disorder that is characterized by a loss of memory and cognition, decline in language, severe behavioral abnormalities. It is the most common form of dementia among the elderly especially in industrialized countries and fourth leading cause of death in Western countries. Neuropathological evidence has shown that the decreased levels of acetylcholine, β- amyloid senile plaques (Aβ) and neurofibrillary tangles (NFT) formation within the brain play a crucial role in the pathogenesis of AD. Accordingly, the most promising approach for the symptomatic treatment of AD is to increase the synaptic levels of ACh in the brain by inhibiting the acetylcholinesterase (AChE) enzyme, which is primarily responsible for its hydrolysis and termination of action. Therefore, AChE inhibitors such as galanthamine, donepezil, rivastigmine and tacrine are the main stay drugs for the clinical management of AD. These compounds have shown to induce a modest improvement in memory and cognitive functions. However, they don’t appear to prevent or slow down the progressive neurodegeneration. Coumarins are naturally occurring phytochemicals in many plant species with a wide range of biological activities such as anti-inflammatory, anti-tumor, antiviral, antimicrobial, anti-oxidant, antidepressant, anticancer and anticoagulant effects. The studies have shown that naturally occurring as well as the chemically synthesised coumarin analogs exhibit potent AChE inhibitory activity. In this study, in order to evaluate potential AChE inhibitors, 32 coumarin derivatives bearing different functionalities such as amino, hydroxy, methoxy and acetoxy, which has been previously synthesized in our Organic Chemistry and Biochemistry Departments, were examined for the first time for their in vitro inhibitory effect on Electrophorus electricus AChE (EeAChE) by using acetylthiocholine iodide as substrate. Acetylcholinesterase activity has been appointed spectrophotometrically according to the modified Ellman method on a microplate reader. Our studies demonstrated that 6,7-dihydroxy coumarins were found to possess the highest inhibitory activity among the tested substances.