RUSCOGENİNLERİN MİKROBİYAL BİYOTRANSFORMASYONU
Proje no. 237 · Durum: Kapanmış · 2015
Özet
Yeni doğal ürünlerin keşfi; doğal kaynaklardan yeni metabolitlerin izolasyonu, bu metabolitlerin biyolojik aktivitelerinin ortaya konması ve daha aktif türevlerin yarı sentezini kapsamaktadır. Mikrobiyal biyotransformasyon, yeni steroit türevlerinin eldesinde stereo- ve regio- selektif reaksiyonları ılımlı koşullar altında gerçekleştirebilmesiyle kimyasal metotlara göre daha avantajlı bir metottur. Kimyasal sentezde karşılaşılan problemlerin aşılmasına ek olarak; biyosentetik yolakların aydınlatılması, öncü bileşiklerin biyoaktivite/toksisitelerinin artırılması/azaltılması, yapıetki ilişkisinin ortaya konmasına katkı sağlayan mikrobiyal biyotransformasyon, memeli ve fungal enzim sisteminin benzerliğinden dolayı ilaç metabolizması hakkında öngörüde bulunmak için oldukça kullanışlı bir yöntemdir. Endofitik organizmalar, özgün biyoaktif sekonder metabolitleri üretebilmeleriyle uzun yıllardır dikkat çekmektedir. Çok farklı kimyaya sahip bileşiklerin üretiminin yanısıra konak organizma ile özel enzim ve kimyasallar aracılı etkileşimi, biyokatalist olarak kullanılmalarına olanak sağlamaktadır. Ruscus aculeatus’un (Butcher’s broom, Rusci rhizome, Asparagaceae) toz edilmiş rizomları, ekstreleri ve majör biyoaktif steroidal sapogeninleri olan ruskogeninler (neoruskogenin ve ruskogenin), gösterdikleri farmakolojik aktivitelerden dolayı kronik venöz yetmezlik, variköz ven, hemoroit ve ortostatik hipotansiyon tedavisinde kullanılan birçok farmasötik preperatta yer almaktadır.Yapılan literatür araştırmalarında, ruskogenin ile yapılmış biyotransformasyon çalışmalarınınoldukça az olduğu ve ruskogeninlerin metabolizması ile ilgili in vitro veya in vivo çalışma bulunmadığı görülmüştür. Bu tez çalışmasının amacı, ruskogeninlerin metabolizması hakkında bir öngörüde bulunulması ve mikrobiyal biyotransformasyon ile yeni neoruskogenin türevlerinin eldesi ile bir molekül kütüphanesinin oluşturulmasıdır. Tez çalışması kapsamında ilk aşamada, ruskogeninlerin metabolizmasına ışık tutmak amacıyla Cunnighamella blakeseleena ile mikrobiyal biyotransformasyon çalışması gerçekleştirilmiştir. İkinci aşamada ise, endofitlerin biyokatalist olarak kullanımındaki potansiyelinin ortaya konulması amacıyla Astragalus angustifolius’tan izole edilen endofitik funguslar ile neoruskogeninin biyotransformasyonu için tarama ölçeği çalışması yapılmış ve en çeşitli metabolit profili sunan Alternaria eureka ve Neosartorya hiratsukae endofitleri ile preperatif ölçekte biyotransformasyonu gerçekleştirilmiştir.Çalışmaların sonucunda izole edilen 25 yeni biyotransformasyon ürününün kimyasal yapısı NMR ve HRTOFMS ile aydınlatılmıştır. C.blakesleeana ile ruskogeninlerin biyotransformasyonu sonucunda oksidasyona uğramış 8 yeni türev elde edilmiştir. Neoruskogeninin N. hiratsukae endofitik fungusu ile biyotransformasyonu sonucunda glukozillenmiş türev ile birlikte çoğunlukla P450 monooksigenaz ürünleri olan 3 yeni türev elde edilmiştir. A. eureka endofitik fungusuyla gerçekleştirilen biyotransformasyon çalışması sonucunda izole edilen metabolitlerde çoğunlukla B ve C halkalarında hidroksilasyon, oksidasyon ve epoksidasyon reaksiyonlarının katalizlendiği görülmüştür. Bunların yanısıra, spiroketal halka sisteminin açılması ve ileri modifikasyonlar sonucunda farklı yapıdaki metabolitler de elde edilmiştir. Spiroketal iskeletin kolestan tip steroidal yapıya dönüşümü literatürde ilk kez bu çalışma ile ortaya konmuştur. Ayrıca C-22/C-26 sisteminin açılarak furostanol tip steroidal bir halka sisteminin oluşmasının ardından C-18 ve C-22 arasında bir oksijen köprüsünün oluşması, steroit kimya yapısına bileşikler için bir ilk olmuştur.