VEGF G-quadruplex: its interactions with doxorubicin and detection with a gold nanoparticle-azacyanine fluorescence probe

Vasküler Endotel Büyüme Faktörü (VEGF) kan damarlarının oluşumunu sağlayan bir sinyal protenidir ve tümör hücrelerinde normalden fazla görülmektedir. VEGF promoter Pu22 dizininin paralel yapıda bir G-dörtlü (G4) yapısı oluşturduğu rapor edilmiştir. G4 yapıları nukleik asitlerin guanin bazı bakımından zengin bölgelerinde oluşmaktadır ve bu yapılar, transkripsiyon gibi önemli hücre fonksiyonlarında rol oynadıklarının ortaya çıkmasının ardından, büyük önem kazanmıştır. Aynı zamanda, G4 yapılarının tespiti ve küçük moleküller ile hedeflenmesi ilaç araştırmalarının odak noktalarından biri haline gelmiştir. Bu tez kapsamında, öncelikli olarak, anti kanser ajanı Doksorubisin (Dox) ve G4 yapısı oluşturduğu bilininen VEGF promoter Pu22 ve Pu22T12T13 dizinleri arasındaki bağlanma özellikleri UV-vis, Circular Dichroism (CD) ve Floresans spektroskopisi yöntemleri ile incelenmiştir. Buna ek olarak, Dox'un bir dizi biyolojik olarak önemli G4 yapılarına karşı seçiciliği rekabetçi diyaliz yöntemi ile ortaya konulmuştur. Sonuçlar anti-kanser ilacı Dox ve VEGF promoter Pu22 G4 yapısı arasında güçlü bir etkileşim olduğunu ve Dox'un yapılar üzerinde sağlamlaştırıcı bir etksinin olduğunu göstermiştir. Gerçekleştirilen rekabetçi diyaliz deneyleri Dox'un, BCL-2, C-myc, Her-2, K-ras ve insan telomerik DNA'sı gibi bilinen diğer G4 yapılarına kıyasla VEGF promoter Pu22 G4 yapısını tercih ettiğini göstermiştir. Daha önemlisi, VEGF Pu22 G4 yapısı ve Dox arasındaki etkileşimin Dox'un iki sarmal DNA'ya gösterdiği afiniteye yakın olduğu bulunmuştur ve bu sonuç Dox'un etki mekanizmalarına yeni bir yaklaşım kazandırabilecektir. Tezin ikinci kısmında, G4 yapılarını hızlı ve basit bir yöntemle tespiti için bir altın nanoparçacık-azasiyanin (AuNPs-Aza5) floresans probu geliştirilmiştir. Sunulan AuNPs-Aza5 florasans probu, UV-vis, CD ve Floresans spektroskopisi, Transmisyon Elektron Mikroskopisi (TEM) ve Dinamik Işık Saçılımı (DLS) yöntemleri ile karakterize edilmiştir. AuNPs-Aza5 sisteminin seçiciliği incelendiğinde, platformun G4 yapılarından olan VEGF-Pu22, K-ras, C-myc and BCL-2 dizinlerine seçici olarak tepki verdiği, tekli, ikili ve üçlü yapıdaki nükleik asit yapılarına benzer bir tepki vermediği görülmüştür. AuNPs-Aza5 florasans probun analitik ölçülerinin belirlenmesi için model olarak VEGF-Pu22 G4 yapısı seçilmiştir ve probunun 0.032-0.347 M Pu22 konsantrasyon aralığında doğrusal bir cevap verdiği gözlenerek saptama sınırı (LOD) 12.66 nM olarak hesaplanmıştır.