12 Adet Benzotiyazol Türevinin Ökaryotik DNA Topoizomeraz İnhibisyon Potansiyellerinin Araştırılması Çiğdem Özen1,2, Egemen Foto2, Zeliha Soysal2, Fatma Zilifdar2, Betül Tekiner Gülbaş3, İlkay Yıldız3, Esin Akı3, İsmail Yalçın3, Nuran Diril2 1Bilkent Üniversitesi, Fen Fakültesi, BilGen Genetik ve Biyoteknoloji Merkezi, Moleküler Biyoloji ve Genetik Bölümü, Ankara 2Hacettepe Üniversitesi, Fen Fakültesi, Biyoloji Bölümü, Moleküler Biyoloji Anabilim Dalı, Beytepe, Ankara 3Ankara Üniversitesi, Ezcacılık Fakültesi, Farmasötik Kimya Anabilim Dalı, Tandoğan Ankara

İçerik 12 adet özgül benzotiyazol türevi - Ankara Üniversitesi, Eczacılık Fakültesi, Farmasötik Kimya ABD Bileşiklerin inhibisyon etkileri (relaksiyon yöntemi) , Ökaryotik DNA topoizomeraz I Ökayotik DNA topoizomeraz II En etkili bileşiğin (BM3): DNA kırığı oluşturma (Cleavage assay) İnterkalasyon ajanı (Unwinding assay) Enzim-DNA bağlanmasını engelleme [Elektromobility shift assay (EMSA)] DNA küçük oluğuna bağlanma [DNaz I assay] Özgül / Değil Replikasyona Etki

Antikanser İlaçlar Klasik antikanser ilaçları kanserli bölgedeki hücrelerin tamamını öldürürken, Yeni kemoterapi yaklaşımında, ilacın yalnızca kanser hücresini öldürmesi amaçlanır. Kanser hücrelerine özgü moleküllerin hedeflenmesi DNA enzimlerinin hedeflenmesi DNA TOPOİZOMERAZLAR

TOPOİZOMERAZLAR DNA’nın topolojisini düzenlerler 2 grup DNA’da geçici bir kırık oluştururlar (Endonükleaz Aktivitesi). DNA’ya tirozin aktif merkez amino asiti ile kovalent bağlanırlar. DNA’nın başka bir zincirini ya da heliksini bu kırıktan geçirerek, kırığı tekrar bağlarlar (Ligaz Aktivitesi). 2 grup Tip I Topoizomerazlar – Lk ±1 değişir Tip II Topoizomerazlar – Lk ±2 değişir Kanserli hücreler gibi çok hızlı çoğalan hücrelerde topoizomeraz miktarı normal hücrelere göre yüksektir. Genel olarak tip I ve tip II olmak üzere iki ana sınıfa ayrılırlar. Tip I topoizomerazlar iki DNA zincirinden birinde geçici bir kırık meydana getirerek kırık olmayan zinciri bunun içerisinden geçirir ve kırık uçları tekrar bağlar; bu şekilde Lk’yı ±1 değiştirmiş olurlar. Tip 2 topoizomerazlar ise her iki DNA zincirini de kırarlar ve Lk’yı ±2 değiştirirler. Bütün topoizomerazlar kendi DNA substratları üzerinde geçici kırıklar meydana getirerek çalışırlar. Bu esnada genetik materyalin bütünlüğünün korunması için, bu enzimler yeni oluşan kırık DNA ucu ile bir aktif bölge tirozin rezidusu arasında kovalent bir fosfotirozil bağı kurarlar ve oluşan bu ara komplekse “Cleavage Kompleksi” adı verilir.

12 ADET BENZOTİYAZOl X yerinde CH2 var ya da yok Halkasal yapılarında azot ve kükürt taşıyan bileşikler genel olarak tiyazol olarak tanımlanırlar. Renksiz sıvılardır ve kaynama noktaları yaklaşık 117ºC’dir (Manahan, 2003). Bu yapıya bir fenol halkası eklenirse yeni oluşan bileşik benzotiyazol olarak adlandırılmaktadır. N-Amin Tuzuna Tosil GrubuTakılması R yerinde; -2F, -4Cl, -4Br, -4CH3, -2Br

En Etkili Bileşiğin (BM3) Mekanizması? Çalışma planı Topo I ve II Relaksiyon Yöntemi ile 12 Benzotiyazolün İnhibisyon Etkilerinin Belirlenmesi- IC50 Topo I Relaksiyonda zehir etkisi şüpheli 9 bileşiğin sonuçlarının doğrulanması En Etkili Bileşiğin (BM3) Mekanizması? Topo I ve II Relaksiyon Yöntemi ile 12 Benzotiyazolün İnhibisyon Etkilerinin Belirlenmesi- IC50 Topo I Relaksiyonda zehir etkisi şüpheli 9 bileşiğin sonuçlarının doğrulanması En Etkili Bileşiğin (BM3) Mekanizması? Topo I ve II Relaksiyon Yöntemi ile 12 Benzotiyazolün İnhibisyon Etkilerinin Belirlenmesi- IC50 Topo I Relaksiyonda zehir etkisi şüpheli 9 bileşiğin sonuçlarının doğrulanması En Etkili Bileşiğin (BM3) Mekanizması?

Benzotiyazoller topoI’e etkisizken, güçlü topo IIα inhibisyonu gösterdi

Benzotiyazoller güçlü topoizomeraz IIα inhibisyonu gösterdi (BM3 - IK50 =39 nM) Dr. Cigdem Ozen - UCC Antalya - cozen@bilkent.edu.tr 6/20/2013

BM3 Topo II-DNA arasındaki ilişkiyi bozdu Dr. Cigdem Ozen - UCC Antalya - cozen@bilkent.edu.tr 6/20/2013

BM3 interkalasyon yapmadı! Dr. Cigdem Ozen - UCC Antalya - cozen@bilkent.edu.tr 6/20/2013

BM3 ve BM4 DNA mobilitesini etkiledi Dr. Cigdem Ozen - UCC Antalya - cozen@bilkent.edu.tr 6/20/2013

BM3 DNA küçük oluğuna bağlandı Dr. Cigdem Ozen - UCC Antalya - cozen@bilkent.edu.tr 6/20/2013

Özetle; Benzotiyazoller güçlü topoizomeraz II α inhibitörleri Moleküllerin tuz hali daha etkili (BM3) En etkili bileşik BM3 (IK50= 39 nM) BM3 DNA-enzim kompleksi ile ilişki kurmadı Doğrudan enzime bağlandı DNA küçük oluğu ile ilişkiye geçti DNA bağlanması spesifik noktalardan In vitro replikasyonu durdurdu BM3 iyi bir antikanser ilaç adayı olabilir İn vivo deneyler Dr. Cigdem Ozen - UCC Antalya - cozen@bilkent.edu.tr 6/20/2013

Teşekkürler Prof. Dr. Nuran Diril Blm. Uzm. Egemen Foto Blm. Uzm. Zeliha Soysal Blm. Uzm. Fatma Zilifdar Prof. Dr. Esin Akı Yalçın Prof. Dr. İlkay Yıldız Doç. Dr. Betül Tekiner Gülbaş Prof. Dr. İsmail Yalçın 20. Ulusal Kanser Kongresi Organizasyon Komitesi Dr. Cigdem Ozen - UCC Antalya - cozen@bilkent.edu.tr 6/20/2013