Homosisteinin karbonik anhidraz I ve II izoenzimlerinin aktivitesi üzerine etkisinin araştırılması

Homosistein (Hcy), metiyoninin hücre içi demetilasyonu sonucu oluşan, esansiyel olmayan bir amino asittir. Hcy'nin toksik düzeylerde birikimi (hiperhomosisteinemi, HHcy), ateroskleroz, kanser, Alzheimer hastalığı, glokom ve anemi gibi çeşitli patolojik durumlarla ilişkilendirilmiştir. Aynı zamanda, HHcy'nin birçok hastalıkta karbonik anhidraz (CA) izoenzimlerinin anormal aktiviteleriyle bağlantılı olduğu da bilinmektedir. CA enzimleri, karbondioksitin geri dönüşümlü hidrasyonunu katalize ederek pH dengesi, elektrolit homeostazı ve çeşitli biyosentetik süreçlerde kritik rol oynar. Bu çalışmada, Hcy'nin insan CA I ve CA II (hCA I ve hCA II) izoenzimlerinin aktivitesi üzerindeki etkileri hem in vitro analizler (esteraz ve hidrataz aktivitesi tayin yöntemleri) hem de moleküler kenetleme simülasyonları aracılığıyla araştırılmıştır. Pozitif kontrol olarak L-histidin (HIS) ve asetazolamid (AZM) kullanılmıştır. DL-Hcy, 0–4000 µM aralığında farklı konsantrasyonlarda hazırlanarak test edilmiştir. Her iki aktivite tayin yöntemi sonucunda, DL-Hcy'nin her iki izoenzimin aktivitesini artırdığı gözlemlenmiştir. Esteraz aktivitesine göre, DL-Hcy'nin AC50 değerleri hCA I ve hCA II için sırasıyla 16.65 µM ve 23.32 µM olarak hesaplanmıştır. Hidrataz aktivitesi sonuçları ise hCA I ve hCA II için sırasıyla 8.95 µM ve 55.91 µM AC50 değerleri göstermiştir. Moleküler kenetleme analizlerinde, CA I (PDB ID: 2foy) ve CA II (PDB ID: 2fou) kristal yapıları kullanılarak DL-Hcy, HIS ve AZM ligandlarının bağlanma simülasyonları gerçekleştirilmiş ve bağlanma afiniteleri değerlendirilmiştir. Analizler, DL-Hcy'nin özellikle CA II izoenzimine karşı zayıf bir inhibitör olduğunu ve bağlanma kararlılığının düşük seviyede kaldığını ortaya koymuştur. Sonuç olarak, in vitro analizlerden elde edilen AC50 değerleri ile moleküler kenetleme bulguları birlikte değerlendirildiğinde, DL-Hcy'nin hCA I ve hCA II izoenzimlerinin aktivitesini artırabilen potansiyel bir aktivatör adayı olduğu sonucuna varılmıştır.