Biyomühendislik Anabilim Dalı

Arkeik bir bakteri olan Haloarcula hispanica 2TK2 suşundan alfa amilaz üretimi

Enzimler biyolojik reaksiyonları katalizleyen, protein yapılı moleküllerdir. Son yıllarda biyoteknoloji alanındaki gelişmelerden dolayı; farklı kaynaklardan üretilen termostabil ve alkali stabil enzimlerin özellikle gıda ve deterjan sanayide kullanımı oldukça yaygınlaşmıştır. Enzimler bitkisel kaynaklardan, hayvansal kaynaklardan ve mikrobiyal kaynaklardan üretilebilmektedirler. Mikroorganizmalar kısa sürede hızlı üreyebildikleri için ve ürettikleri enzimlerin kontrolünün kolayca yapılabilmesinden dolayı; özellikle potansiyel enzim kaynakları olarak tercih edilmektedirler. Mikrobiyal kaynaklardan elde dilen enzimlerin aktivitelerinin yüksek olması, daha az yan ürün oluşturmaları, daha stabil ve ucuz olmaları nedeni ile; mikrobiyal kaynaklardan enzim üretimi konusu her geçen gün önem kazanmıştır. Halofilik arkealar ve haloarkeal proteinler çok yüksek tuz konsantrasyonlarına kolayca adapte olabilme özelliğine sahiptirler; bu nedenle haloarkeal proteinler ekstrem ortamlarda stabilitelerini ve fonksiyonlarını sürdürebilmektedirler. Halofillerde birçok haloarkel enzim tespit edilmiştir, bunlardan bir tanesi olan alfa amilaz enzimi endüstriyel anlamda oldukça önemli bir enzimdir.Bu çalışmada; Türkiye Tuzköy Tuz Madeni'nden izole edilen Haloarcula hispanica 2TK2 suşunundan elde edilen ?-amilaz enziminin özellikleri araştırılmıştır. 25 - 80 °C sıcaklık değer aralığında, 1 - 6 M tuz konsantrasyonu değer aralığında ve pH 4 - 10,8 değer aralığında; ?-amilaz aktivite tayin çalışmaları yapılmıştır. Maksimum enzim aktivitesinin elde edildiği; optimum pH, sıcaklık ve tuz konsantrasyon değerleri sırasıyla; 6,9, 52 °C ve 5 M olarak saptanmıştır. Ayrıca kültür ortamlarının tuz konsantrasyonları arttıkça, rölatif aktivite değerlerinin herbir numune için arttığı ve kültür ortamlarına eklenen nişastanın; halofilik bir arkea olan Haloarcula hispanica 2TK2 suşundan üretilen ?-amilazın aktivitesini önemli ölçüde arttırdığı saptanmıştır. Bunun yanısıra, elde dilen alfa amilaz enziminin; triton X 100, tween 80 ve propilen glikol gibi yüzey aktif maddelere karşı direnci araştırılmıştır. Bu çalışmada elde edilen sonuçlar gösteriyor ki; Haloarcula hispanica 2TK2 suşunun ve elde edilen arkeal enzimin tuz toleransı oldukça yüksektir, enzim aktivitesi açısından oldukça geniş bir pH ve sıcaklık değer aralığına sahiptir ve çeşitli yüzey aktif kimyasallara karşı direnci oldukça yüksektir. % 50 (v/v) Triton X 100, % 50 (v/v) Tween 80 ve % 50 (v/v) propilen glikol varlığında dahi kalan enzim aktivitesi sırasıyla; % 49,87, % 47,62 ve % 66,47 olarak saptanmıştır. Yüksek tuz konsantrasyonları gibi ekstrem şartlar altında fonsiyonlarını ve stabilitelerini koruyabilen enzimlerin kullanımını gerektiren endüstriyel prosesler için potansiyel aday olarak dikkate alınabilir.Anahtar Kelimeler: ?-Amilaz, Haloarcula hispanica 2TK2, spektrofotometrik yöntem, rölatif aktivite, tuz toleransı

İlaç ve DNA taşıyıcı amfifilik blok kopolimerlerin RAFT yöntemi ile sentezi ve karakterizasyonu

Yapısal kararlılıkları, toksisitelerinin düşük olması, ilaç/gen taşıma kapasitelerinin yüksek olması, küçük boyutta olmaları ve suda çözünürlükleri sebebiyle blok kopolimerler polimer terapötikler içinde önemli bir sınıfı oluşturmaktadırlar. Blok kopolimerler; hidrofobik ve hidrofilik bloklardan oluştuğunda hidrofobik etkileşimlerle, iyonik ve noniyonik hidrofilik bloklar içerdiğinde elektrostatik etkileşimle veya uygun gruplar yapıya eklendiğinde kovalent bağlarla bir araya gelerek sulu çözelti içinde misel oluştururlar. İlaç veya DNA gibi moleküller blok kopolimer misel çekirdeğine yüklenerek bu moleküllerin hem fizyolojik engellerle etkileşimlerinde azalma hem de hedef dokuya ulaşım oranlarında önemli bir artış sağlanmaktadır. Tez çalışmasında, DNA veya ilaç taşıma ve salım potansiyeline sahip, amfifilik blok kopolimerlerin RAFT (tersinir katılmalı ayrışmalı zincir transfer; ?reversible addition-fragmentation chain transfer?) polimerizasyonu ile sentezi ve karakterizasyonu gerçekleştirilmiştir. Bu çalışma ile 4-vinilpiridin (4-VP) ve oligoetilenglikol metil eter metakrilat (OEGMA) monomerleri kullanılarak, monodisperse yakın özellikte olan, DNA veya ilaç taşımaya uygun, ek modifikasyonlara izin verecek fonksiyonel gruplara sahip, amfifilik diblok kopolimerler elde edilmiştir. Polimerin yapısındaki fonksiyonel gruplar hedefleyici veya işaretleyici moleküllerin yapıya bağlanmasını olanaklı hale getirmektedir. Tez çalışması kapsamında öncelikle 4-VP ve OEGMA monomerleri için uygun RAFT ajanı ve reaksiyon şartları belirlenmiştir. Ardından, OEGMA RAFT yöntemiyle polimerleştirilmiş ve makroCTA haline getirilmiştir. MakroCTA zincirinin ucundan 4-VP monomeri polimerleştirilerek hidrofobik ilaç taşımada kullanılabilecek poli(OEGMA)-b-poli(4-VP) kopolimeri elde edilmiştir. Daha sonra, bu kopolimerdeki 4-VP birimleri kuarternerleştirilerek DNA taşımaya uygun pozitif yüklü blok kopolimerler elde edilmiştir. Sentezlenen polimerler GPC, FTIR spektroskopisi ve NMR spektroskopisi ile karakterize edilmiştir. Kopolimerlerin çözelti davranışları ve kuarterner kopolimerin c-myc genini inhibe eden oligonükleotidle oluşturduğu kompleksler ışık saçılması spektroskopisi, floresans spektroskopisi, atomik kuvvet mikroskobu ve UV spektroskopisi ile incelenmiştir. Poli(OEGMA)-b-poli(4-VP) blok kopolimerlerinin pH 5?in altındaki pH?larda çözeltide tek başlarına bulunduğu ancak pH 5?in üzerinde misel oluşturdukları saptanmıştır. Ayrıca belirli blok kopolimerlerin sıcaklığa duyarlı oldukları bulunmuştur. Kuarternerleştirilmiş pozitif yüklü kopolimerlerin de ODN ile kompleks oluşturduğu ve sıcaklığa bağlı olarak oluşan yapının değiştiği gözlenmiştir. Sonuçta, ilaç taşıyıcı olarak kullanılabilecek pH?a ve sıcaklığa duyarlı amfifilik blok kopolimerler ile gen terapi çalışmalarında kullanılabilecek sıcaklığa duyarlı pozitif yüklü blok kopolimerler elde edilmiştir.

Akut miyokard infarktüsünde iskemi modifiye albumin, oksidatif stres ve antioksidan enzim düzeylerinin araştırılması

İskemi, arterlerin kasılması veya tıkanması sonucu arterin beslediği bölgeye oksijen sağlanamaması durumudur. En yaygın görülen ve hayatı tehdit eden iskemiler kardiyak ve serebral iskemilerdir. Akut miyokardiyal iskemi (AMİ) halen tüm dünyada en sık görülen ölüm sebeplerinden biridir. Akut kardiyak iskemiye bağlı gelişen semptom ve bulguların hepsi akut koroner sendrom (AKS) olarak bilinmektedir. Miyokardiyal iskemide tanıda EKG bulgularıyla beraber, CK-MB, Troponin düzeylerinin belirlendiği biyokimyasal testler kullanılmaktadır. Ancak bu testler bazı vakalarda tanıda yetersiz kalmaktadır. Son yıllarda bu yöntemlere göre daha avantajlı olduğu düşünülen iskemi modifiye albumin (İMA) adlı yeni bir parametre üzerinde çalışılmaktadır. Yapılan araştırmalarda, İMA?nın iskemi doku oluşumundan itibaren artmaya başladığı ve 48 saat içinde normal seviyelere döndüğü bulunmuştur. İMA?nın en önemli oluşum nedeninin iskemik dokuda üretilen serbest radikallerin olduğu düşünülmektedir. Bu çalışmada klinik, EKG ve biyokimyasal parametrelerle AMİ tanısı konulan hasta grubu ile kontrol grubu arasında, miyokardiyal iskemi ile bağlantılı olduğu düşünülen parametrelerin sistematik olarak incelenmesi yapılmıştır. Bu amaçla AMİ hasta grubu ve sağlıklı kontrol gruplarında, İMA seviyeleriyle beraber glutatyon peroksidaz (GPx), süperoksit dismutaz SOD ve katalaz KAT enzimlerinin aktivitesi araştırılmış, ve oksidatif stresin en önemli belirteçleri olan GSH ve MDA seviyeleri her iki grupta karşılaştırılmıştır. Sonuç olarak, AMİ tanısı konulan hastalarda İMA seviyeleri kontrol grubuna göre yüksek bulunmuştur. Hasta grubunda MDA seviyesinin yükseldiği, GSH seviyesinin ise düştüğü gözlenmiştir. Kardiyovasküler hastalıkların oluşumunda büyük etkisi olduğu düşünülen oksidatif stresin sonucu olarak hasta grubunda (SOD), (GPx) ve (KAT) enzimlerinin aktivitelerinin kontrol grubuna göre azaldığı bulunmuştur. Miyokard infarktüsü ile bağlantılı olan bu parametrelerin sistematik olarak incelenmesi yapılmıştır ve bu parametrelerin hastalığın erken teşhisinde, hastalıktan korunmada ve hastalığın gelişim mekanizmasının anlaşılmasına önemli katkılar yapacağı düşünülmektedir.

Bitkisel atıklardan karbonizasyon yoluyla farklı kullanım amaçlı katı materyallerin üretimi

Biyokütlenin karbonizasyon işlemiyle, havasız veya inert ortamda ısı etkisiyle bozundurulmasıyla, karbon içeriği yüksek katı, sıvı ve gaz ürünler elde edilmektedir. Biochar olarak adlandırılan karbonizasyon katı ürünü, biyoyakıt, metal indirgeyici, toprak iyileştirici ve aktif karbon gibi pek çok uygulama alanına sahip bir materyaldir. Toprak iyileştirici materyal olarak kullanımında, toprak asitliğini gidermesi, toprak katyon değiştirme kapasitesi ve su tutma kapasitesini iyileştirmesi, toprak için yararlı mikroorganizmlar için yaşam alanı oluşturması en önemli özelliklerindendir. Dünya nüfusundaki artış ile birlikte daha fazla sayıda yiyecek gereksiniminin oluşması, verimli tarım arazilerinin azalması, topraklı tarımın yanısıra topraksız tarım tekniklerinin de gelişmesini sağlamıştır. Biochar tarımda toprak iyileştiriciliğinin yanısıra topraksız tarımda da toprak yerine geçebilecek bir materyal olarak da kullanıma sahiptir. Hidrofonik sistem topraksız tarım yöntemlerinden birisi olup, besin solüsyonunda optimum bitki yetiştirme tekniğidir. Hidrofonik sistemlerde bitki kök ortamını destekleyici pek çok çeşitlilikte inert ve organik substratlar kullanılır. Biochar, sahip olduğu fiziksel ve kimyasal özellikleri ile hidrofonik sistemlerde, organik substrat sınıfında kök ortam destekleyici olarak çok yüksek bir kullanım potansiyeline sahiptir. Bu çalışmada, zeytin çekirdeği ve domates sapından split tipi boru reaktör kullanılarak farklı deney koşullarında biochar üretimi gerçekleştirilmiş ve sıcaklık, azot gazı debisi ve ısıtma hızının karbonizasyon katı ürün verimi üzerine etkisi incelenmiştir. En yüksek katı ürün (biochar) verimi değerleri 773 K karbonizasyon sıcaklığı, 5K/dak ısıtma hızı ve 500 ml/dak sürükleyici azot gazı debisi koşullarında sırasıyla zeytin çekirdeği için % 32.58 ve domates sapı için % 37.53 olarak elde edilmiştir. Karbonizasyon katı ürünlerinin karakterizasyon işlemleri, FTIR, TGA, SEM ve BET cihazları kullanılarak gerçekleştirilmiştir. Karbonizasyon katı ürünlerinin hem toprağa ilavesi şeklinde hem de direkt topraksız tarım katı ortam materyali olarak kullanımını araştırmak amacıyla domates fidesi yetiştirmede denenmiş, farklı oranlardaki karışımlarıyla perlit ve hindistan cevizi lifi gibi diğer topraksız tarımda kullanılan materyallerle karşılaştırması sunulmuştur. Tüm katı ortam materyalleri içinde, en uzun domates fidesi zeytin çekirdeği biocharı ortamında elde edilmiştir. Elde edilen tüm sonuçlar, zeytin çekirdeği biocharının topraksız tarım teknikleri için katı ortam materyali olarak kullanımını desteklemektedir.

HPMA ve poli(Q4-VP) bazlı çift katmanlı antimikrobiyal yara örtüsünün üretimi ve karakterizasyonu

Bu tez çalışmasında kendiliğinden iyileşmesi güç ve enfeksiyon riski yüksek olan yaraların iyileşmesini hızlandıracak ve yarayı bakteriyel istiladan koruyarak yara bölgesinde oluşabilecek ikincil travmaları önleyebilecek özellikte, toksik madde salım sorunu olmayan, poli(Q4-VP)-HPMA bazlı çift katmanlı yara örtülerinin geliştirilmesi amaçlanmıştır. Yara örtüsünün antibakteriyel tabakasını oluşturan poli(Q4-VP) polimerinin sentezi iki aşamada gerçekleştirilmiştir. İlk aşamada 4-vinil piridin monomerinden serbest radikal polimerizasyonu ile poli(4-vinil piridin) polimeri sentezlenmiştir. İkinci aşamada ise üretilen poli(4-VP) polimeri 6-bromokaproik asit ile alkillenme reaksiyonuna sokularak antibakteriyel özellik göstermesi beklenen poli(Q4-VP) polimeri sentezlenmiştir. Sentezlenen polimerlerin yapısal analizi FT-IR ile gerçekleştirilmiştir. Yara örtü malzemesinin ilk katmanını oluşturacak olan makrogözenekli süngerimsi yapı HPMA'nın kriyojelasyonu ile hazırlanmıştır. Malzemenin ikinci katmanını oluşturan antibakteriyel poli(Q4-VP) membran ise elektroeğirme yöntemiyle kriyojel yapı üzerine yerleştirilmiştir. Oluşan çift katmanlı yara örtüleri SEM ile karakterize edilmiştir. Son olarak yara iyileşmesini arttırması amacıyla kriyojel tabakaya doğal iyileşme prosesinde etkili olan askorbik asit (C vitamini) yüklenmiş, C vitamini salımı UV spektrofotometre ile izlenmiştir. xiii Üretilen çift katmanlı yara örtülerinin antibakteriyel özellikleri S.aureus'a ve antifungal özellikleri C.albicans'a karşı incelenmiştir. Tez çalışması sonunda, çift katlı antibakteriyel özellikte, yüksek şişme kapasitesine sahip, yara iyileşmesini uyarıcı özellikte, geçici örtüler elde edilmiştir.

Alzheimer amiloid beta peptidine ait farklı amino asid dizilerinin polielektrolitler ile konjugasyon reaksiyonlarının incelenmesi

Amiloid terimi, özellikle son yıllarda bilim dünyasında önemli bir araştırma konusu haline gelmiştir. Bunun en önemli sebebi, Alzheimer hastalığına neden olan en önemli etkenlerden birinin amiloid beta birikimlerinin meydana gelmesidir. Alzheimer hastalığı, yanlış katlanmış olan Amiloid Beta peptidlerinin beyinde plaklar şeklinde birikim oluşturması sonucu meydana gelmektedir. Bu plaklar genellikle 39-43 amino asitten oluşan ve amiloid beta (Aβ) denen küçük peptid dizilerinden oluşmaktadır. Aβ çok daha büyük bir protein olan ve amiloid öncül protein (APP) olarak bilinen daha büyük bir proteinin çeşitli enzimlerle parçalanması sonucu meydana gelir. Sonuç olarak oluşan Aβ peptid fragmentleri sinir hücrelerinin dışında birikerek senil plaklar denilen yapıları oluştururlar. Bu tez çalışmasında, çağımızın en önemli hastalıklarından biri olarak görülen Alzheimer hastalığına ait peptid bazlı aşı modeli, tanı kiti geliştirilmesi gibi alanlarda kullanılabilecek biyolojik aktiviteye sahip peptid- makromolekül biyokonjugatları ve fiziksel kompleksleri geliştirilmesi amaçlanmıştır. Amiloid beta (Aβ) peptidinin antijenik özellikteki 2 farklı amino asid dizisi ticari olarak satın alınmıştır. Her iki peptid dizisi ayrı ayrı 4 farklı taşıyıcı makromoleküle farklı mekanizmalar ve bağlanma dereceleri ile hem kovalent olarak bağlanmış, hem de bu taşıyıcılar ile fiziksel kompleksleri elde edilmiştir. Bu çalışmada kullanılan taşıyıcı makromoleküller şunlardır: Poliakrilik asid (PAA), [Poli(N-vinil-2-pirolidon-ko-akrilikasid) veya VPAA], Dekstran aldehit (DA) ve Bovin Serum Albumin (BSA)'dir. Bu taşıyıcı moleküllerden PAA ve BSA ticari olarak alınmış olup, VPAA ve DA ise bölümümüzde sentezlenmiş ve karakterizasyonları yapılmıştır. Her iki peptid dizisinin de amino ucuna Triptofan amino asidi eklenerek bu peptidlere floresans özellik kazandırılmıştır. Böylelikle peptidlerin ve daha sonra sentezlenen biyokonjugatların florosans spektrofotometre cihazı ile incelenmesine olanak sağlanmıştır. Sentezlenen bütün biyokonjugat ve komplekslerin fizikokimyasal yapıları incelenmiş ve karakterizasyonları yapılmıştır. Biyokonjugat ve komplekslerin oluşumu, farklı spektroskopik ve kromatografik yöntemlerle aydınlatılmıştır. Elde edilen sonuçlar kıyaslandığında, sulu çözeltide karbodiimid varlığında kovalent bağlar ile oluşan biyokonjugatların daha verimli ve güçlü bağlandığı görülmüştür. Konjugasyon reaksiyonunun oluşumu sırasında floresans boya kullanılarak Floresans Rezonans Enerji Transferi (FRET) yöntemi yardımı ile; intermoleküler mesafe hesabı yapılıp, biyokonjugattaki donör ve akseptör arasındaki mesafe hesabı ile elde edilen bilgiler, saf peptidin konformasyonu ve biyokonjugat oluşumu durumunda peptidin konformasyonundaki değişimler hesaplanmış ve sayısal değerlerle de ifade edilmiştir. Ayrıca literatürde ilk kez Trp içeren Amiloid beta (1-21) peptid dizisi modellenmiş, moleküler mekanik yöntem ile minimum enerjiye sahip olduğu optimize geometrisi belirlenmiştir. FRET yöntemi ile deneysel verilere dayalı elde edilen sayısal değerlerin, teorik olarak hesaplanan değerler ile örtüştüğü ispatlanmıştır. Sentetik aşı modeli olarak tasarladığımız Amiloid beta (Aβ) peptidinin-taşıyıcı makromolekül biyokonjugatları için; in vivo uygulamalarda kullanılan düşük konsantrasyonlarda MCF-7 hücreleri üzerinde yapılan çalışmalarda elde edilen biyokonjugatların özellikle düşük dozlarında önemli derecede toksik bir etki göstermediği ortaya konulmuştur. Ayrıca bu biyokonjugatlarla yapılan MTT deneyleri ile hücre canlılık oranları da kontrol edilerek, IC50 değerleri hesaplanmıştır. Tez kapsamında hücre kültürü ile ilgili yapılan bir diğer çalışmada ise, her iki peptid dizisine ait farklı konsantrasyonlarında sentezlenmiş olan fiziksel kompleksler ve biyokonjugatlar, tek başına taşıyıcı makromoleküller ve tek başına peptid dizileri, işaretleme gerektirmeden, 72 saat boyunca gerçek zamanlı (real-time) ölçüm alan yeni bir yöntem olan XCELLienge Sistemi ile İnsan Umbilikal Ven Edotel Hücreleri (HUVEC) hücrelerine uygulanmış ve bu maddelerin hücrelerin çoğalma hızına etkileri ve toksik etkileri incelenmiştir. Biyokonjugat ve fiziksel kompleksin HUVEC üzerindeki etkileri kıyaslandığında ise, özellikle kovalent bağla bağlanmış olan biyokonjugatların hücre çoğalması üzerinde önemli bir negatif etkisinin olmadığı görülmüş ve hem MCF-7 ile hemde HUVEC ile yapılan hücre çalışmaları sonucunda elde edilen veriler ile de biyokonjugatların deney hayvanları üzerinde kullanabilirliği ortaya konulmuştur. Böylece bu tez kapsamında sentezlenen konugatların Aβ'nın Alzheimer hastalığına karşı spesifik antikorlarının elde edilmesi, nanobiyosensörlerinin oluşturulması, tanı kitlerinin ve biyoteknolojik aşılarının geliştirilmesine ışık tutacak bir çalışmadır. Anahtar Kelimeler: Amiloid beta peptidi, Alzheimer, biyoteknolojik aşılar, biyokonjugat, kovalent konjugasyon, adjuvant, karbodiimid, toksisite.

PEM yakıt pilleri için anot ve katot malzemelerinin geliştirilmesi

Gelişen teknoloji, artan nüfus ve refah düzeyi enerji tüketimini arttırmıştır. Bu ihtiyaçtan doğan teknolojilerden biri de PEM yakıt pili teknolojisidir. Bu teknolojinin diğer enerji dönüşüm sistemlerine göre daha verimli ve sürdürülebilir olması bir avantaj oluşturmasına rağmen katot ve anotta kullanılan değerli metal olan platin miktarının yüksek olması yaygınlaşması önündeki en büyük engellerden biri olarak ortaya çıkmaktadır. Platinin miktarını azaltmak üzere çeşitli karbon destek malzemeleri kullanılmıştır. Bu çalışmada tek ve çift değerlikli iyonların ölçümüne karşı iyi sonuç veren modifiye grafitin karbon destek malzemesi olarak kullanımı araştırılmıştır. Platin öncülleri karbon destek malzemesi üzerine farklı tekniklerle indirgenerek tutturulmuştur. Hazırlanan Pt/C malzemesinin elektrokimyasal analizleri yapılarak performans özellikleri araştırılmıştır. Ayrıca yüzey özelliklerini araştırmak üzere SEM, BET ve BJH analizi yapılmıştır.

Çinko proteinlerinin biyosensör uygulamaları için in siliko optimizasyonları

Günümüzde proteinlere yeni bir fonksiyon kazandırmak ve geliştirmek için birçok çalışma yapılmaktadır. Proteinler, metal iyonlarına geniş bağlanma afinitesi aralığında bağlanarak çeşitli fonksiyonlar gösteren potansiyel sensör moleküllerdir. Proteinlerin metallere bağlanma afinitelerini optimize etmek için çeşitli teknikler mevcuttur. Geleneksel yöntemlerden biri olan "site directed mutagenesis" ile metallerin bağlanma afinitelerini istenilen seviyede optimize etmek zaman alıcı ve zordur. Bu yöntemin bir başka dezavantajı da ekspresyon sırasında inklüzyon cisimcikleri oluşabilmesidir. Ayrıca saflaştırma sırasında eklenen tag dizileri FRET sisteminde spesifik olmayan etkileşimlere yol açabilir. Bu bilgiler ışığında sensör molekülün kararlı ve küçük olması sonucuna varabiliriz. Bu doğrultuda hesapsal bir yaklaşımla daha hızlı sonuçlara ulaşacağımızı öngörmekteyiz. Bu öngörüyle bilgisayar ortamında üç boyutlu yapısı bilinen çinko bağlı kısa peptidlerin optimizasyonunu amaçlamaktayız. Yaptığımız çalışmalarda FoldX programıyla çinko civarı 70 aminoasitten kısa peptidlerdeki aminoasitleri değiştirip mutasyondan önceki ve sonraki afiniteleri elde edebilmekteyiz. Autodock programını da FoldX programını doğrulmak amacıyla birkaç proteinde redocking yöntemiyle kullandık. Çalışmamızın sonucuda hem daha stabil hem çinkonun bağlanma afinitesi artmış mutantlar saptadık. Bu mutantlardan en uygununu seçip deneysel olarak doğrulanması amaçlanmaktadır.

Kimyasal buhar çöktürme yöntemi ile biyosilika tabanlıkta karbon nanotüp üretimi ve kompozitlerinin doku mühendisliğinde incelenmesi

Karbon nanotüpler (KNT) nanoteknolojide öne çıkan en önemli malzemelerden biridir. Üstün mekanik ve yüzey özellikleri karbon nanotüplerin doku mühendisliğinde kullanımını mümkün kılmaktadır. Kemik doku mühendisliğinde doku iskelesi yapımında güçlendirici ve ek malzeme olarak kullanın yanı sıra KNT'lerin hücre büyümesini ve farklılaşmayı arttırıcı etkileri de görülmüştür. Bu yüksek lisans tezi kapsamında karbon nanotüplerin kimyasal buhar çöktürme yöntemiyle üretimi ve doku mühendisliğinde kullanımı araştırılmıştır. Deneysel olarak kimyasal buhar çöktürme yöntemi ile 700°C'de Fe(NO3)3.9H2O katalizörü ve metan gazı ile karbon nanotüp üretilmiştir. Katalizör işlevi gören demir(III)nitrat ile pirinç kabuğu külünden elde edilen biyo kaynaklı sodyum silikat çözeltisi kullanılarak iki tip üretim yapılmıştır. Ayrıca Silika başlatıcısı olarak TEOS'ta kullanılarak karbon nanotüp üretilmiştir. Üretilen karbon nanotüplerin SEM ve TEM cihazı ile karakterizasyonu yapılmıştır. Katalizörün sodyum silikat çözeltisiyle kullanıldığı yöntem ile üretilen karbon nanotüplerin poli laktik asit (PLA) ile doku iskelesi olarak kompozit filmleri hazırlanmış ve mekanik dayanım testlerinden çekme gerilme dayanım testi yapılmıştır. Üretilen KNT-PLA filmlerin mekanik dayanımları dört kat artmıştır. Ayrıca karbon allotroplarından grafen ile karşılaştırma yapılmıştır. Grafen ile KNT'ler ile oluşturulan kompozit filmlerin mekanik dayanıklılıklarının yaklaşık olarak aynı olduğu tespit edilmiştir. Üretilen KNT ve grafen filmler doku iskelesi olarak kullanımı için kemik kanser hücreleri seçilmiştir. Hücre kültürü yapılarak hücre çoğalması üzerine etkileri incelenmiştir. PLA doku iskelesinde hücreler sadece çoğalırken KNT kompozit doku iskelelerindeki hücrelerin aynı anda hem çoğaldığı hemde farklılaştığı görülmüştür. Grafen ile kıyaslandığında KNT içeren doku iskeleleri ile daha fazla kemik hücresi elde edilebilmektedir.

İnsan olfaktör kök hücrelerin izolasyonu kültürünün yapılması karakterizasyonu ve hasar görmüş fasiyal sinirin (ratlarda) rejenerasyonuna etkisinin incelenmesi

Fasiyal paraliz dünyada ve ülkemizde görülen, popülasyonda 30/100.000 insidansı olan, konjenital, nörolojik, metabolik, toksik, neoplastik, enfeksiyöz, travmatik, iatrojenik ve idiopatik nedenlere bağlı olarak ortaya çıkabilen bir hastalıktır. Bu hastalık, insan sağlığını ciddi olarak etkilemenin yanında estetik ve dolayısıyla psikolojik problemlere de neden olur. Şimdiye kadar hastalığın tedavisine yönelik çeşitli yaklaşımlar uygulanmasına rağmen gerek iyileşme hızı gerekse de iyileşme hızına bağlı sekeller, hastalığın tedavisinin önünde önemli engeller oluşturmaktadır. Bu nedenle hasar görmüş sinire bağlı patolojilerin giderilmesinde yeni yaklaşımların geliştirilmesi oldukça önemlidir. Kök hücre alanındaki gelişmeler ve kök hücreye dayalı tedavi yaklaşımlarındaki ilerlemeler sinir doku hasarlarının tedavisinde de yeni ümitlere yol açmaktadır. Periferik sinir hasarlarında yağ, kemik iliği ve hipokampal nöral kök hücre kullanan deneysel çalışmalarda bazı olumlu sonuçlar elde edilse de problemin çözümü henüz mümkün olmamıştır. Son yıllarda yapılan çalışmalarda kök hücre tedavilerinde başarının sağlanması için hasar görmüş bölgenin sahip olduğu mikroçevre ile uygulanan kök hücre kaynağının uygun olması gerektiği vurgulanmaktadır. Literatürde bu konu ile ilgili çalışmalar az sayıda olsa da giderek önem kazanmaktadır. Ayrıca şimdiye kadar fasiyal sinir hasarlarının rejenerasyonunda bu alanda herhangi bir çalışmaya da rastlanılmamıştır. Buna göre de bu tez çalışmasının amacı; insan olfaktör mukoza biyopsi öneklerinden kök hücrelerin izolasyonu, devamlı kültürünün yapılması, karakterizasyonu ve kriyoprezervasyonunu gerçekleştirilmekle, olfaktör kök hücrelerden yeterli miktarda hücre kitlesi elde edilip ilk kez olarak hasar görmüş fasiyal sinir rejenerasyonunda (ratlarda) niş temellerine dayalı yeni bir yaklaşım geliştirilmesi ayrıca ileride hücresel tedaviler ve doku mühendisliği çalışmalarında kullanılmak üzere olfaktör kök hücre kriyobankının oluşturulması olmuştur. Bu amaçla tez kapsamında İstanbul Eğitim ve Araştırma Hastanesi Kulak Burun Boğaz Baş ve Boyun Cerrahisi Bölümü'nde septoplasti operasyonu öncesi onamları alınan 3 hastadan olfaktör mukoza biyopsi örnekleri alınarak Yıldız Teknik Üniversitesi Biyomühendislik Bölümü Hücre Kültürü ve Doku Mühendisliği Laboratuvarı'nda getirildi ve olfaktör kök hücrelerin izolasyonu, kültürü, karekterizasyonu ve kriyoprezervasyonu gerçekleştirildi. Devamlı kültürü yapılan hücreler morfolojik olarak incelendi. Elde edilen hücrelerin kök hücre karakterizasyonunu yapmak üzere hücreler adipojenik, osteojenik ve nörojenik farklılaşma kitleri ile indüklendi ve akım sitometri yöntemi ile immünfenotipik karakterizasyonları yapıldı ve elde edilen kök hücrelerin kriyoprezervasyonu gerçekleştirildi. Olfaktör kök hücreler, in vivo çalışmalarda kullanılmak üzere CM-DiI ile işaretlendi ve hücrelerin üst üste 9 kez pasajlanmasıyla çok tabakalı hücre kitlesi elde edildi. Elde edilen çok tabakalı hücre kitlesinin canlılığının belirlenmesi için in vitro kültürü yapıldı. CM-DiI ile işaretli olfaktör kök hücre kitlesi ile deneysel fasiyal paraliz oluşturulan ratlarda kök hücrelerin periferik sinir rejenerasyonuna etkisini belirlemek üzere in vivo çalışmalar iki aşamada gerçekleştirildi. Bezm-i Alem Vakıf Üniversitesi Deney Hayvanları Laboratuvarı'nda 7 adet Wistar Hannover (350–380 gr) dişi rat kullanılarak yapılan ön çalışmalarda fasiyal kesi sonrası 4 farklı yöntem kullanılarak kök hücrelerin kesi bölgesine inokülasyonu sağlandı. Çalışmada 1. ratın hasar bölgesine 10µl PBS içinde CM-DiI ile işaretlenen 500.000 olfaktör kök hücre inoküle edildi, 2. ratın hasar bölgesine 10µl PBS içinde CM-DiI ile işaretlenen 500.000 olfaktör kök hücre inoküle edildi ve inokülasyon bölgesi rattan alınan yaklaşık 1mm3 yağ dokusu ile (fasya) ile sarıldı, 3 ve 4. ratın hasar bölgesine 10µl PBS içinde CM-DiI ile işaretlenen 500.000 olfaktör kök hücre inoküle edildi ve inokülasyon bölgesine fibrin glue uygulaması yapıldı, 5 ve 6. ratların hasar bölgesine CM-DiI ile işaretlenen çok tabakalı hücre kitlesi inoküle edildi, kontrol grubu olarak 7. ratın hasar bölgesine 10µl PBS aktarıldı. Deney öncesi fasiyal paralizin ölçümü, deney sonrası ise iyileşmenin belirlenmesi için tam kat kesi öncesi ve sonrası 2., 4., 6., ve 8., haftalarda bıyık hareketleri Wiskers skorlama olarak değerlendirildi. Sonuçlar Mann Whitney U istatistiği kullanılarak hesaplandı. Ön çalışma sonuçları dikkate alınarak in vivo çalışmaların ikinci basamağında 27 adet rat M, T ve K isimleri verilerek 3 gruba ayrıldı her bir grupta ratların sol fasiyal siniri kesildikten ve sinir uçları neurotube poliglikolik asit konduite anastomoz yapıldı. Konduitin içine M grubu için hazırlanan çok tabakalı hücre pelleti, T grubu için PBS eklendi. Kontrol grubu olan K grubuna herhangi bir madde verilmedi. Ratlarda iyileşme 2., 4., 6., 8., ve 10. haftalarda fizyolojik, bıyık hareketleri ve elektrofizyolojik olarak izlendi. 10 hafta sonunda ratlar sakrifiye edilerek hasar bölgesinden histolojik inceleme için preparatlar hazırlandı. Preparatlar hematoksilen, eozin, S100, Toluidin Blue ile boyandı ve florasan mikrokopta incelendi. Sonuçlar Mann-Whitney U ile ve Annova ile yapılan istatistik ile değerlendirildi. Elde edilen sonuçlara göre olfaktör dokudan elde edilen hücrelerin morfolojik, immünfenotipik ve farklılaşma özellikleri bakımından kök hücre karakterine sahip oldukları ayrıca dondurularak saklanan hücrelerin 24 ay sonunda canlılıklarını %91 oranında korudukları belirlendi. Olfaktör kök hücrelerin CM-DiI boyası ile işaretlediği ayrıca hücrelerin 9 kez üst üste pasajlanmasıyla elde edilen çok tabakalı hücre kitlesinin kültür ortamında canlılığını koruduğu belirlendi. Whiskers skorlamalarına göre yapılan ön çalışma sonuçlarına göre, uygulanan 4 farklı yöntem içinde en fazla iyileşmenin görüldüğü grubun olfaktör kök hücreler ile hazırlanan çok tabakalı hücre kitlesi uygulanan grup olduğu belirlendi. 27 rat ile yapılan in vivo çalışmalarda elde edilen fizyolojik ve elektrofizyolojik sonuçlara göre fasiyal sinir rekonstrüksiyonunda olfaktör kök hücreler kullanılan grupta sinir rejenerasyonun daha hızlı gerçekleştiği (p=0,030) ve bıyık hareketlerindeki düzelmenin amplitüd değerlerindeki artış ilişkili olarak daha fazla ve anlamlı olduğu belirlendi (p=0,001). S100 boyama ile yapılan histolojik değerlendirmede gözlenen sonuçlara bakıldığında da M grubunda hasar bölgesine nakledilen kök hücrelerin Schwann benzeri hücrelere dönüştükleri belirlendi. Elde edilen bu sonuçlar olfaktör kök hücrelerin kullanıldığı grupta belirlenen sinir rejenerasyon hızı ve düzeyini destekler niteliktedir (p<0,05). 2012-07-04 KAP02 numaralı proje ile Yıldız Teknik Üniversitesi Bilimsel Araştırmalar Proje Koordinatörlüğü tarafından desteklen bu çalışma ile TÜBİTAK tarafından yayınlanan 2003-2023 Teknoloji Öngörü Çalışmasında vurgulanan "Türkiye'de yapılması gereken bilimsel çalışmalar için kök hücre teknolojilerinin geliştirilmesi ve özellikle rejeneratif tıp uygulamalarında kullanılabilir hale gelmesi" hedefine de uygun olarak ulaşılabilir tek nöral kök hücre olan olfaktör kök hücrelerin ülkemizde ilk kez olarak izolasyonu, karakterizasyonu ve kriyoprezervasyonu gerçekleştirildi, kriyobankı oluşturuldu, doku mühendisliğinde kullanılmak üzere çok tabakalı hücre kitlesi hazırlandı ve fasiyal sinir hasarlarında kullanılmasıyla sinir rejenerasyonunu hızlandıran etkin bir hücresel tedavi yöntemi önerildi.

İnsan adipoz dokusu ve adipoz kaynaklı mezenkimal kök hücrelerin doku mühendisliği uygulamalarında kullanılmak üzere kriyoprezervasyonunun optimizasyonu

Amerikan Plastik Cerrahi Derneği verilerine göre, Amerika Birleşik Devletleri'nde (ABD) 2012 yılı içerisinde yaklaşık 300.000 civarında yumuşak doku defekti tamiri amacı ile mastektomi sonrası meme, el ve yüz gençleştirme işlemlerini de kapsayan cerrahi işlem gerçekleştirilmiştir. Bu rakamın her yıl giderek arttığı bilinmektedir. Ülkemizde ise bu alanda çalışmalar yapılsa da rakamsal bir bilgi bulunmamaktadır. Son yıllarda yumuşak doku mühendisliği ve klinik doku tamiri uygulamalarında kök/progenitör hücrelerin kullanılması ve bu yolla elde edilmiş yapay dokuların oluşturulması gibi yeni yaklaşımlar ve çalışmalar, yer almaktadır. Bu bağlamda lipoaspirasyon metodu ile elde edilebilen otolog adipoz doku, içerdiği zengin kök/progenitör hücre popülasyonu sayesinde adı geçen yumuşak doku defektlerinin giderilmesinde ve iyileştirilmesinde yüksek potansiyele sahiptir. Dünya genelinde yılda milyonlarca lipoaspirasyon ve kozmetik amaçlı adipoz doku rezeksiyonu uygulaması yapılmaktadır. Bu uygulamalardan elde edilen adipoz dokuların etkin ve verimli olarak yakın gelecekte yumuşak doku travmaları dışında pek çok farklı doku mühendisliği veya rekonstrüktif cerrahi uygulaması için doğal otolog doku kaynağı olabileceği düşünülmektedir. Elde edilen adipoz dokunun veya içerdiği progenitör hücrelerin daha sonra kullanılmak üzere kriyoprezervasiyonunun yapılması, kriyopbankta uzun sure saklanması ve gerektiğinde biyolojik özelliklerini kaybetmeden kriyobanktan çıkarılarak çözülmesi, ve alıcının ihtiyaç duyulan bölgesine nakli sonrasında iyi sonuçların elde edilmesi oldukça önemli olup, yumuşak doku mühendisliği ve plastik/rekonstrüktif cerrahinin esas hedeflerinden biridir. Ancak kriyobiyolojinin bu alanında hücre ve dokuların dondurulma/çözülmeleri sonrası klinik kullanımlarıyla ilgili varolan ciddi problemler (insan adipoz dokusu ve aynı dokudan elde edilen mezenkimal kök hücrelerin, çözme sonrası düşük viabilite, nakledilen bölgede yüksek re-absorbsiyon vb.) halen giderilememiştir. Şimdiye kadar dünyada bu alanda çeşitli çalışmalar yapılsa da halen verimli bir adipoz doku/adipoz doku kaynaklı-mezenkimal kök hücre kriyoprezervasyon yöntemi geliştirilememiştir. Bunun nedenlerinden biri, şimdiye kadar uygun kriyoprotektanların, kriyoprotektan konsantrasyonlarının, karışımlarının, vitrifikasiyon gibi önemli kriyoprezervasiyon yönteminin adipoz doku/adipoz doku kaynaklı-mezenkimal kök hücrelerde yeterince incelenmemiş olmasıdır. Ayrıca mevcut yaklaşımların doku yenileme ve uygulanan bölgede mevcut hasarın tamirindeki etkinliği konusunda bugüne kadar gerçekleştirilen az sayıda klinik-öncesi ve klinik çalışmada, kök hücre ve içinde bulunduğu niş özellikleri dikkate alınmadığından çalışmalar her zaman olumlu sonuçlar vermemektedir. Mevcut bilgilere dayanarak bu tez çalışmasının amacı, yumuşak doku mühendisliği uygulamalarında kullanılmak üzere insan adipoz dokusu ve aynı dokudan elde edilen mezenkimal kök hücrelerin, mevcut konvansiyonel yöntemler ile kriyoprezervasyonundaki yapısal ve fonksiyonel düzeydeki etkinliklerinin belirlenmesi, adipoz doku ve içerdiği kök hücrelerin kriyoprezervasyonu ile ilgili mevcut problemlerin giderilmesinde vitrifikasyon metodu ile kriyoprezervasyon rejimlerinin ve yaklaşımlarının etkinliğinin incelenmesi, elde edilen verilere dayanarak insan adipoz doku/adipoz doku-kaynaklı mezenkimal kök hücre kriyoprezervasyon protokollerinin optimize edilmesi ile klinik kullanıma uygun doku ve hücre saklama amaçlı kriyobank oluşturulmasıdır. Belirlenen amaç doğrultusunda çalışma genelinde 10 farklı donörden lipoaspirasyon (n=8) ve cerrahi eksizyon (n=2) uygulamaları sonrası elde edilen adipoz doku örnekleri kullanıldı. Örneklerin 6'sına adipoz kaynaklı mezenkimal kök hücre izolasyonu amacı ile enzimatik ayrıştırma tekniği uygulandı. Hücre izolasyonu aşamasında ayrıca manyetik tabanlı hücre ayrıştırılması tekniği de kullanıldı. İzole edilen hücrelerin kök hücre olma özellikleri in vitro kültürdeki morfolojik analiz, akış sitometrisi (CD90, CD105, CD29, CD34, CD45) ve in vitro ekspansiyon/farklılaşma testleri kullanılarak ölçüldü. Doku ve hücre kriyoprezervasyonu için, içerisinde kriyoprotektan olarak DMSO, etilen glikol ve sükroz'un farklı konsantrasyonları veya kokteylleri bulunan aşamalı yavaş dondurma (%10 DMSO; %10DMSO+0,2M sükroz; 0,5M sükroz) ve vitrifikasyon teknikleri (%15 DMSO+%15 etilen glikol+0,5M sükroz; %30DMSO+%30 etilen glikol+0,5M sükroz) kullanıldı. Kriyoprezervasyon sonrası dokuların yapısal durumları immünohistokimya tekniği ile, hücrelerin yapısal ve fonksiyonel durumları ise Tripan mavisi boya dışlama testi, TUNEL testi ile DNA fragmantasyon analizi ve in vitro farklılaşma analizi kullanılarak ölçüldü. Çözme sonrası doğrudan dondurulan veya dondurulmuş dokudan izole edilen hücreler ayrıca morfolojik ve in vitro ekspansiyon özellikleri bakımından incelendi. İncelemeler ve ölçümler sırasında elde edilen kantitatif veriler SPSS versiyon 10.0 for windows programı ile değerlendirildi ve değerlendirme sırasında p<0,05 değeri istatistiksel olarak anlamlı kabul edildi. Deney üç aşamada gerçekleştirildi. İlk aşamada elde edilen örneklerden 6'sında (4 örnek lipoaspirasyon ve 2 örnek cerrahi eksizyon yöntemi) enzimatik ayrıştırma metodu uygulanarak hücre izolasyonu gerçekleştirildi. Elde edilen bu hücrelerin in vitro kültürdeki gelişim ve morfolojik özellikleri, akış sitometrisinde elde edilen kök hücre işaretçikleri sonuçları ve in vitro farklılaşma sonrası mezoderm kaynaklı farklı hücrelere dönüşüm özellikleri gösterildi ve mezenkimal kök hücre oldukları konfirme edildi. İkinci aşamada bu hücreler kullanılarak mevcut konvansiyonel kriyoprezervasyon ve vitrifikasyon protokollerinde kullanılan DMSO ve etilen glikol (EG) kriyoprotektanlarının farklı konsantrasyonları (%1 - %30), farklı kombinasyonları ve hücre ile farklı inkübasyon süreleri (10 – 40 dakika) bakımından sitotoksik ve genotoksik etkileri incelendi. DMSO ve etilen glikolün %10'dan yüksek konsantrasyonlarında ve 20 dakika'dan uzun inkübasyon sürelerinde hücresel canlılık düzeylerinde anlamlı azalma gözlendi (p<0,05). Hücre viabilite incelemesi ile eş zamanlı gerçekleştirilen DNA fragmantasyon testlerinde ise adı geçen parametreler yönünden istatistiksel olarak anlamlı bir artış görülmedi (p>0,05). Çalışmanın üçüncü aşamasında, deney kapsamında elde edilen insan adipoz dokuları (n=4) ve adipoz doku-kaynaklı mezenkimal kök hücreleri (n=4), mevcut konvansiyonel ve vitrifikasyon protokolleri kullanılarak doku ve hücre dondurma programlarına alındı. Her iki grup, ayrı ayrı olarak iki farklı metod (aşamalı yavaş dondurma ve vitrifikasyon), farklı inkübasyon süreleri ve kriyoprezervasyon sonrası farklı saklama sıcaklıkları yönünden test edildi. Hücre düzeyinde gerçekleştirilen kriyoprezervasyon uygulamalarında, aşamalı yavaş dondurma gerçekleştirilen %10 DMSO ve %10DMSO+0,2M sükroz grubu ile, vitrifikasyon uygulanan VS1 ve VS2 gruplarında kontrol grubuna göre anlamlı olarak yüksek canlılık oranları elde edildi (sırasıyla %80,2, %88,9, %85,4, %68,2 ve %12,2; p<0,01). Doku düzeyinde gerçekleştirilen kriyoprezervasyon uygulamalarında ise vitrifikasyon uygulanan VS1 ve VS2 grubunda, aşamalı yavaş dondurma uygulanan %10 DMSO ve %10 DMSO+0,2M sükroz gruplarındaki dokulara ve kontrol grubuna kıyasla daha yüksek canlılık oranları elde edildi (sırasıyla %90,2, %82,0, %50,0, %62,8 ve %10,2; p<0,01). Aşamalı yavaş dondurma grubunda dondurulan doku örneklerinin ve içerdikleri kök hücrelerin +4°C 'de ve -20°C'de uzun süreli saklanmaları sonrası canlılık ve fonksiyonelliklerini kaybettikleri gözlendi. Gerek hücre, gerekse doku düzeyinde gerçekleştirilen dondurma ve çözme işlemleri sonrası canlı olarak tespit edilerek kültüre edilen hücrelerin, yapılan in vitro ekspansiyon ve in vitro farklılaşma testlerinde, hücre gelişim hızlarında ve adipojenik, kondrojenik ve osteojenik farklılaşma potansiyelleri arasında istatistiksel olarak anlamlı bir farklılık gözlenmedi. Sonuç olarak bu tez çalışması kapsamında, günümüzde kullanılmakta olan farklı konvansiyonel doku ve hücre kriyoprezervasyon protokollerinin ve mevcut literatürde ilk kez olarak farklı vitrfikasyon protokollerinin adipoz doku ve içerdiği mezenkimal kök hücreler üzerindeki etkinlikleri eş zamanlı olarak incelenmiştir. Elde edilen sonuçlar, aşamalı yavaş dondurma ve vitrifikasyon yöntemi kapsamında kullanılan kriyoprotektanların ve uzatılmış inkübasyon sürelerinin insan adipoz dokusu ve içerdiği mezenkimal kök hücrelerinin viabilitesi ve fonksiyonelliği üzerinde ciddi ve olumsuz etkiler oluşturabildiğini göstermiştir. Sonuçlar ayrıca kriyoprezervasyon işlemlerinin klinik etkinliğinin arttırılması amacı ile doku ve hücre dondurma işlemlerinin ayrı ayrı optimize edilmesi ve uygulanması gerektiğini de doğrulamıştır. Bu bulgulara ilave olarak, mevcut güncel çalışmalarda raporlanmış konvansiyonel saklama sıcaklıklarının (+4°, - 20°C ) adipoz doku ve içerdikleri ADK-MKH popülasyonunun uzun vadeli etkin ve verimli saklanması için yeterli olmadığı görülmüştür. Sonuç olarak tez kapsamında bir adipoz doku/adipoz doku kaynaklı-mezenkimal kök hücre kriyoprezervasyonunda en uygun dondurma rejiminin doku için vitrifikasyon, ADK-MKH'ler için ise aşamalı yavaş dondurma olduğu saptanmıştır. Bu bilgiye dayanarak adipoz doku/adipoz doku kaynaklı-mezenkimal kök hücrelerin kriyoprezervasiyon protokolları geliştirilmiş ve optimize edilmiştir. Çalışmamız sırasında elde edilen sonuçlar doğrultusunda ayrıca etkin bir doku ve hücre kriyobankı oluşturulmuştur. Sonuçlarımızın, yakın gelecekte kök hücre ve doku mühendisliği alanında gerçekleştirilecek yeni araştırma, klinik öncesi veya klinik kullanım amaçlı üretim teknikleri, hücre karakterizasyonu ve farklılaştırma çalışmalarında kullanılmak üzere önemli bir kaynak oluşturacağı düşünülmektedir. Anahtar Kelimeler: Adipoz doku, ADK-MKH, Yumuşak doku mühendisliği, Kriyoprezervasyon, Aşamalı yavaş dondurma, Vitrifikasyon.

Amilaz ve asit fosfataz tespit kitinin geliştirilmesi

Amilaz tükürükte bol miktarda bulunan ve tükürük biyomarkerı olarak kullanılan bir enzimdir. Asit fosfataz ise semende yoğun olarak bulunmakta ve semen varlığının tespitinde kullanılmaktadır. Tükürük ve semenin tespiti özellikle adli tıpta cinsel saldırı vakalarında kanıt niteliği taşımaktadır. Tez çalışmasında cinsel saldırı vakalarında biyolojik kanıt olan semen (asit fosfataz) ve tükürüğün (amilaz) tespiti için yeni bir yöntemle tanı kiti geliştirilmiştir. Asit fosfataz tespiti için kullanılan yöntem alfa naftil fosfatın enzim varlığında naftole hidrolize olması ve ortaya çıkan bu ürünün diazonyum tuzu ile birleşerek renk değiştirmesi prensibine dayanmaktadır. Amilaz tespiti için ise nişasta iyot testi kullanılmıştır. Her iki test için hazırlanan reaksiyon çözeltileri özel bir jel matrikse emdirilerek destek ortam oluşturulmuştur. Semen örneklerinde hassasiyet tespiti için 10.000 ila 100.000 arasında, amilaz tespiti için ise 100 ila 1000 arasında seyreltmeler uygulanmıştır. Zamana bağlı aktivite tayini için 5 mm2 çaplı pamuklu kumaşlara semen ve tükürük örneklerinden 10 µl damlatılarak kurumaya bırakılmıştır. 0., 1., 6., 12., 24., 36., 48., 60., 72. saatlerde distile suyla çözülerek analizi yapılmıştır. Semen örneklerinde asit fosfataz tespitinde 1/70.000, tükürük örneklerinde amilaz tespitinde ise 1/900 seyreltme oranlarına varan başarı elde edilmiştir. Zamana bağlı aktivite tayininde literatür de aktivitenin büyük bir çoğunluğunun kaybedildiği bildirilen 72. saatte bile enzim aktivitesi tespit edilmiştir. Çalışmada geliştirilen matriks destekli yöntemin oldukça pratik ve hassas olduğu saptanmıştır.

Sık görülen bakteriyel türlerin tanısını gerçekleştirmek üzere biyoinformatik analizlerin yapılması ve kütle spektroskopisine dayalı bir panelin geliştirilmesi

Gıda güvenliği ve sürdürülebilir hayvancılık, artan dünya nüfusu ile birlikte günümüzde hızla önemini arttırmaktadır. Bu kavramları tehdit eden en önemli unsurlardan biri enfeksiyon hastalıklarıdır. Çiftlik hayvanlarında et ve süt üretiminde verim kaybına ve tedavi edilmediği takdirde ölümlere neden olarak önemli ekonomik kayıplara yol açan enfeksiyonlar, bazı durumlarda insanlarda da ciddi hastalıklara sebep olabilirler. Öngörülen belirtileri taşıyan bireylerden alınan numunelerde bu bakterilerin tespit edilmesi ve tanısının yapılması uygulanacak tedavi yönteminin belirlenmesinde kilit önem taşımaktadır. Günümüzde patojenlerin tanısında kullanılan en yaygın yöntemler kültür, serolojik, biyokimyasal ve moleküler tanı yöntemleridir. Ucuz ve kolay olmasına karşın uzun sürede sonuç vermesi, tür düzeyinde tanıya imkan vermemesi ve düşük hassasiyetleri kültür tabanlı yöntemlerin ve serolojik yöntemlerin en büyük sınırlamasıdır. Moleküler tabanlı metotlar ise çoklu örneğe bir anda bakılmasını son derece sınırlamakta bu durum da iş yükünü ile beraber maliyeti de arttırmaktadır. Bu tez çalışmasında 26 farklı patojenin tanısını, çoklu örnekte ve yüksek doğrulukta gerçekleştirmeyi mümkün kılan bir panel geliştirilmesi hedeflenmiştir. Bu amaçla 26 patojene ait iki farklı gen bölgesinde bulunan ilk kez bu tez çalışmasında belirlenmiş olan 208 SNP (tek nükleotit polimorfizmi) tespit edilmiştir. Patojen olduğu bilinen türler için biyoinformatik araçlarla belirlenen türe özgü SNP'lerden 17 tanesi seçilerek, MALDI-TOF MS/iPLEX genotipleme sistemi ile test edilmesi sonucunda, sistemin uygulanabilirliği gösterilmiştir. Yapılan tez çalışması ile, istenildiği taktirde tür sayısının genişletilmesi veya panele dahil olan türlerin kullanıcı ihtiyacına göre seçilerek kullanımının sağlanması nedeniyle; kaynaktan bağımsız olarak, yüksek doğrulukta çoklu örnekte tanı yapabilen, kullanıcı kolaylığı sunan, bir panel tasarlanmıştır. Tasarlanan panelin, ticari kullanıma sunulmasından önce optimizasyon ve validasyon çalışmalarının yapılması, bu tez kapsamında çalışılan 26 mikroorganizmanın tek panelde ilk kez türe özgü tanısının gerçekleştirilmesine imkan sunarak, benzer mikroorganizmalarla yapılacak olan araştırmalara ışık tutacağı düşünülmektedir.

Kumarin türevlerinin Bacteroides fragilis'in D-LDH enzimi üzerine olan inhibitör etkisinin belirlenmesi

Bacteroides fragilis insan kolon florasında doğal olarak bulunan anaerobik bir bakteridir. B. fragilis'in D-laktat dehidrogenazı (BfD-LDH), D-laktatın piruvata dönüşümünü katalize eden çok önemli bir enzimdir ve anaerobik glikolizi düzenler. B. fragilis ile ilgili yapılan son çalışmalar kolon kanseri ile ilişkisini açığa çıkarmıştır. Dünya genelinde B. fragilis'in enterotoksijenik suşunun sebep olduğu enfeksiyonlara karşı antibiyotik direnç geliştiği bildirilmiştir. Bu nedenle, bu enfeksiyonların tedavisi için yeni yaklaşımlar bulunmasına yönelik çalışmaların yapılması zorunludur. Bu tez çalışmasında, B. fragilis'in kolon florasındaki enfeksiyonunun baskılanması için BfD-LDH'ın inhibe edilmesi hedeflenmiştir. Laboratuvar grubumuz tarafından klonlanmış ve protein ekspresyonu gerçekleştirilmiş olan BfD-LDH'ı saflaştırmak için Ni-NTA agaroz kolonları ile afinite kromatografisi yöntemi uygulanmıştır. SDS-PAGE analizi ile enzimin yüksek miktarda ve %95 üzeri saflıkla elde edildiği gösterilmiştir. Daha önce sentezlenmiş olan ve -hidroksi, -asetoksi ve -metoksi grupları taşıyan 29 adet kumarin türevinin BfD-LDH üzerindeki inhibe edici etkileri spektrofotometrik olarak incelenmiştir. Yapılan taramada 15 kumarin türevinin 10 µM ve altında IC50 değeri ile BfD-LDH'ı yüksek seviyede inhibe ettiği bulunmuştur. En düşük IC50 değerini gösteren 3 kumarin türevi için (K5: 0,47 µM, K21: 0,57 µM ve K23: 0,057 µM) enzim inhibisyonu mekanizması ve enzimli reaksiyonun kinetik parametreleri ayrıntılı olarak incelenmiş ve bu bileşikler ile BfD-LDH inhibisyonu mekanizmasının yarışmasız inhibisyon olduğu bulunmuştur (Ki değerleri sırasıyla; 0.4532, 0.5183 ve 0. 3603 µM). In silico analiz için ChemDraw V10 programı ile kumarin türevlerinin kimyasal yapıları çizilmiş ve MarvinSketch V6.2 programı ile konformasyonları gösterilmiştir. Kumarin türevlerinin docking çalışmaları Molegro Virtual Docker programı ile gerçekleştirilmiştir. Yapılan docking çalışmaları sonucunda kumarin türevlerinin enzimin aktif kalıntıları ile etkileşip etkileşmedikleri gösterilmiştir. Bu çalışma BfD-LDH üzerine yapılan ilk inhibisyon çalışmasıdır. Bulunan yüksek inhibisyon sonuçları ve enzimin insanda eşdeğerinin olmaması daha ileri in vivo çalışmalar için ümit vericidir.

Removal of lead from aqueous solutions by using nanoporous silica materials obtained from wheat husk biosilica

Various technological innovations came into our lives with the rapid development of the industry and serious environmental pollution occurred as a result of industrialization which is incontrovertible. The heavy metal pollution poses a serious problem for health that is a current problem in terms of environmental pollution. The heavy metals in industrial waste water are deposited especially by water and soil, blending by plants and animals and then leads to health problems in people by participating to the food chain. The adsorption method is widely preferred for heavy metal removal due to being inexpensive and easy. The evaluation of wastes is an important issue depending on the sustainable development of the existing strategy on the agenda of European Union countries and many others. The evaluation of waste materilas by reusing or recycling to produce materials is located primarily. The other evaluation methods are using the wastes in energy field and if possible disposal them with the ecologically advantageous methods. In another aspect, gradually increasing ash wastes leads to global warming and environmental pollution. Therefore, evaluation of agricultural waste ashes and investigation the chemistry in order to determine the properties of ashes is one of the current topics to be addressed by the scientific community. Wheat is a major crop product. Dehusking results in large quantities of the wheat husk that is generally burned and produces a solid waste – the wheat husk ash. Most of the times, the ashes are either dumped or left to their fate, thus one way or another it can cause pollution. Ashes consist of amorphous silica that can be used to synthesize the silica-based materials. The current study aimed to utilize agricultural waste, wheat husk to produce nanoporous silica materials as zeolite NaA and silica aerogel for the first time to use for the adsorption of lead ions from aqueous solutions. The silica is extracted from the raw material, wheat husk that was leached by acid. The effect of production conditions on the surface and physical properties of adsorbents obtained from wheat husk silica were investigated and discussed based on the results obtained by means of various techniques including N2 adsorption, Fourier transform infrared, X-ray diffraction, scanning electron microscope and energy dispersive X-ray. The influence of adsorbent dose, initial lead concentration, pH, temperature and time on lead removal from aqueous solutions by use of nano-porous silica materials were evaluated in the batch system. The lead removal by zeolite NaA was evaluated statistically using the Box-Behnken method. The adsorption conditions were optimized, and the mechanisms of adsorption are determined. Equilibrium adsorption data were applied to Langmuir, Freundlich, and Dubinin Radushkevich adsorption model. Regeneration of zeolite NaA and silica aerogel samples were carried out by using different strength of salt and acid solutions, respectively. The pore size and surface area of nanoporous silica materials were ranged between 3.26-45.75 nm and 0.48-328.88 m2 g-1, respectively. Maximum Pb(II) removal was obtained at pH 5.5. The polynomial (quadratic) model provided the best fit to experimental data were for all adsorbents. Consequently, zeolite NaA and silica aerogel were found to be effective adsorbents to remove lead Pb(II).

Yeni tip solar biyoreaktör geliştirilmesi

Doğal aydınlatma, tüm sınırlı ve sınırsız ortamlarda öncelikli olarak iyi görme koşullarının sağlanması için gerekli bir faktördür. Gün ışığı kullanılarak oluşturulan doğal aydınlatma sistemleri, son yıllarda giderek önem kazanmaktadır. Bu tez çalışmasında, fresnel lens ve fiber optik kablodan oluşan entegre bir solar-optik sistemle fotobiyoreaktörün içi aydınlatılmıştır. Öğlen saatlerinde, 12 adet fresnel lensin odağında bulunan fiber optik kablo girişine gelen ve fiber optik kablo çıkışına aktarılan aydınlık şiddeti değerleriteorik olarak hesaplanmıştır. Ayrıca, solar biyoreaktör içindeki toplam aydınlık şiddeti değerleri, fresnel lens kullanılmadan meydana gelen toplam aydınlık şiddeti değerleriyle karşılaştırılmıştır. Elde edilen sonuçlara göre, fresnel lens kullanıldıktan sonra solar biyoreaktör içindeki aydınlanma düzeyinin oldukça arttığı görülmüştür. Ayrıca, belli bir seviyeye kadar mikroalg doldurulan biyoreaktör içinde dört tane fiber optik kablodan elde edilen aydınlık şiddeti değerleri ve fresnel lensin ışığı aktarma yüzdesi hesaplanmıştır. Tek bir fresnel lens ve fiber optik kablo için fiber optik kablonun aydınlık çıkış şiddeti, kritik açı değeri ve konsantrasyon oranı bulunmuştur. Konsantrasyon oranı, fresnel lensin üzerine gelen ışığın büyük kısmını yoğunlaştırdığını göstermektedir.

Leishmania tropica parazitlerinden elde edilen immünojen moleküllere karşı tanıda kullanılmak üzere hibridoma teknolojisine dayalı antikor üretilmesi

Ülkemizin ve dünyanın ciddi halk sağlığı problemlerinden biri olan leishmaniasis zoonotic bir hastalıktır. Dünya Sağlık Örgütü'nün yayınladığı veriler çerçevesinde her yıl yeni 2 milyon vaka ile beraber dünyada 350 milyon kişi bu hastalığın tehditi altında yaşamakta olup, 90 ülkede endemiktir. Leishmaniasisin kutanöz, mukokutanöz ve visseral olmak üzere üç formu mevcuttur. Türkiye'de kutanöz leishmaniasise Leishmania tropica, mukokutanöze Leishmania major, visseral leishmaniasise ise Leishmania infantum sebep olmaktadır. Tedavide kullanılan antimonyal ilaçlara ve vektörlerde ise kullanılan insektisistlere karşı direncin gelişmesi, şuana kadar etkin bir aşının geliştirilememesi ve ayrıca tanıdaki sorunların şimdiye kadar giderilememesi hastalığın geniş yayılım göstermesinin nedenleri arasında yer almaktadır. Leishmaniasisin tanısında mikroskobik, kültür ve mikrokültüre dayalı sistemler, serolojik ve moleküler yöntemler kullanılmaktadır. Mevcut tanı yöntemlerinin hastalığın farklı formlarına ve parazitin türüne karşı gösterdikleri duyarlılıkları birbirinden farklıdır. Bu yöntemler arasında daha yaygın kullanılan klasik mikroskobik yöntemlerin temelini Giemsa boyalı preperatlar oluşturmaktadır. Ucuz ama kısmen uygulanabilir olan mikroskobik yöntemlerin dezavantajı, örneklerin içerdiği parazit sayısına bağlı olarak duyarlılık derecesinin değişimidir. Diğer bir yöntem olan kültür yönteminde, kapalı bir sistem içerisinde parazit gelişimin gözlenmesi mümkün olsa da bu hastalığın tanısının koyulabilmesi için 15-30 günlük uzun sürelere gereksinim duyulmaktadır. Kültür yöntemlerinin bu dezavantajına karşın, sonraki yıllarda geliştirilen mikrokültür yöntemi ile daha kısa sürede (1-5 gün) daha yüksek duyarlılık sağlanmıştır. Bu yöntem sadece leishmaniasisin tanısında değil, donör kanlardan elde edilen örneklerde, aşı geliştirilmesinde, farelerin sakrifiye edilmeden çalışılmasında, kök hücre izolasyonu ve helikobakter tanısında da örnek bir model oluşturmuştur. leishmaniasisin tanısında kullanılmak üzere geliştirilen izoenzim analizleri, polimeraz zincir tepkimesi, gerçek zamanlı polimeraz zincir tepkimesi gibi moleküler tabanlı yöntemler de kullanılmaktadır. Bu yöntemlerinde dezavantajlarının başında, parazite bağlı duyarlılıkla beraber pahalı olması ve uzmanlık gerektirmesi gelmektedir. Leishmaniasis hastalığında, parazitin yüzey antijenlerini hedef alan antikor temelli diagnostik önem teşkil eden serolojik yöntemlerde bulunmaktadır. Erken tanı için avantaj sağlayan bu serolojik yöntemlerin başında immünofloresans boyama tabanlı IFAT, ELİSA ve rK39 kitleri gelmektedir. Mevcut serolojik yöntemlerin temelini serumda bulunan antikorların tespiti oluşturmaktadır. Ticari olarak üretilen ve leishmaniasisin tanısında kullanılan rK39 kiti, visseral leishmaniasisli hastalarda daha yüksek duyarlılığa sahipken; kutanöz leishmaniasisli hastalarda duyarlılığın oranı %20 civarlarında kalmaktadır. Buna göre de kutanöz leishmaniasisde uygulanan serolojik yöntemlerin düşük duyarlılığı ancak lezyon bölgesinde parazite has antijenin bulunmasına dayandırılabilir. Dünya'da ve ülkemizde kutanöz leishmaniasisli hastaların tanısında kullanılmak üzere rK39 kitine benzer herhangi bir çalışmaya rastlamadık. Bu tarz test kitlerlerinin hazırlanmasının temelinde ise; hibridoma teknolojisine dayalı antikorların üretilmesi gelmektedir. Hibrodoma teknolojisi ile bir çok hastalığa karşı yüksek özgüllük ve afiniteyi sağlayan tanı sistemleri oluşturulmaktadır. Dünya'da leishmaniasise karşı hibridoma teknolojisine dayalı çalışmalar daha çok üretilen antikorların çapraz reaksiyonlarını incelemekle kalmış, etkili bir tanı sisteminin geliştirilmesine ait herhangi bir çalışmaya rastlanmamıştır. Daha önce laboratuvarımızda tamamlanan yüksek lisans tez çalışması kapsamında visseral leishmaniasis etkeni L.infantum'a karşı hibridoma teknolojisine dayalı monoklonal antikor üretilmiştir. Bu alandaki çalışmaların yetersiz olmasının nedenlerinden biri de immün yanıt oluşturmada yaşanan zorluklardır. Leishmaniasise karşı yapılan hibridoma çalışmalarının ortak noktalarından biri de immünizasyon aşamasında Freund's adjuvanının kullanılmasıdır. Bu adjuvanın etkili ama toksik olduğu yapılan çeşitli çalışmalar ile belirtilmiştir. Sıklıkla kullanılan bu adjuvanın toksik özellikte olması yeni adjuvan gereksinimlerini beraberinde getirmektedir. Buna göre de bu tez çalışmasının amacı, L.tropica parazitlerinin immünojen moleküllerine karşı kutanöz leishmaniasisin tanısında kullanılmak üzere hibridoma teknolojisine dayalı antikor üretilmesi ve çeşitli adjuvanların antikor üretimi üzerindeki etkinliğinin incelenmesi olmuştur. Amaca ulaşmak için Leishmania tropica parazitlerinden elde edilen yüzey antijen molekülleri ile aşılanan farelerin dalak hücrelerinden izole edilen B-lenfositleri ile kemik iliği kanser hücresi olan myelomaların füzyonu sonucunda oluşturulan hibridoma teknolojisini temel alan antikor üretimi gerçekleştirilmiştir. Bu teknolojinin aşamaları arasında yer alan immünizasyonda, Leismania tropica tüm yüzey antijenleri ile literatürde sıklıkla kullanılan Freund's adjuvan kompleksi ve literatürden farklı olarak polimerik temelli, FDA onaylı ve toksik olmayan polioksidonyum (PO) adjuvanı kullanılarak, farelerde oluşan immün yanıtlar karşılaştırılmıştır. Yeterli yanıtların alındığı fareler servikal dislokasyon yöntemi ile kesilerek B-lenfositleri izole edilmiş ve kemik iliği kanser hücreleri olan myelomalarla füzyona uğratılmıştır. Hibridoma teknolojisi ile üretilen hibrit hücrelerin ürettikleri antikorlar ELİSA sistemi ile test edilmiştir. Ayrıca oluşturulan bu hibridoma hücrelerinin ürettikleri antikorlar yalnızca Leishmania parazitine karşı değil, aynı zamanda immünizasyon aşamasında kullanılan adjuvana karşı da oluşup oluşmadığı da ilk incelenmiştir. Hibridoma hücrelerinin ürettiği bu antikorun aynı zamanda parazitin yüzeyinde yer alan ve en immünojenik molekül olan lipofosfoglikana (LPG) ve Leishmania'nın diğer türleri olan L. major ve L. infantum'a karşı da oluşup oluşmadığı test edilmiştir. Bununla birlikte hibridoma hücrelerinin literatürde yer alan dondurma protokolleri izlenerek, kriyoprezervasyon öncesi ve sonrası ürettikleri antikor dinamiği incelenmiştir. Elde edilen sonuçlar çerçevesinde, Freund's adjuvanı ile immünize edilmiş farelerde 6.İmmünizasyon sonrasında, PO ile immünize edilmiş farelerde ise 8.immünizasyon sonucunda antikor düzeyinin kontrole göre yaklaşık 5.5 kat arttığı saptanmıştır. Ayrıca aynı serum örneklerinde adjuvana karşı yanıt oluşup oluşmadığı da test edilmiştir. Buna göre de 8. İmmunizasyon sonucunda adjuvan olarak Freund's kullanılan farelerin Freund's'a karşı oluşturduğu antikor yanıtının kontrole göre yaklaşık olarak 3 kat arttığı; PO adjuvan olarak kullanıldığı farelerde ise 8.İmmunizasyon sonucunda bu adjuvana karşı oluşan yanıtın kontrole göre anlamlı bir değişme göstermediği saptanmıştır. Sonraki aşama olan füzyon sonucu oluşan hibridomaların seçici besiyeri içerisinde kültürü yapılmış ve ürettikleri poliklonal antikor yanıtları ELİSA yöntemi ile tespit edilmiştir. Bu antikor yanıtlarına göre hibridoma kültürünün 10. ve 20. günlerinde L.tropica'ya karşı poliklonal antikor oluşumu gözlenmiştir. Ayrıca bu antikorların etkinliği sadece antijen kaplamalarla değil; aynı zamanda adjuvan kaplamalar yapılarak da incelenmiştir. Freund's grubu hibridomalarının antijene özgü yanıtları 10. güne kıyasla 20. günde daha da azalmıştır. PO grubu hibridomalarının antijene özgü ürettikleri antikorlar 10. güne göre 20. günde daha yüksek olduğu tespit edilmiştir. Freund's grubu hibrit hücrelerinin ürettikleri antikorun yalnızca antijene spesifik olmadığı, aynı zamanda adjuvanın kendisine de bir yanıt oluşturduğu tespit edilmiştir. PO ile yapılan kaplama sonuçlarında ise hibridomaların ürettikleri antikor yanıtlarının 10. güne karşın 20. günde daha da azaldığı görülmüştür. Üretilen antikorların tüm parazit Leishmania ve Leishmania'nın en immünojenik yüzey molekülü olan LPG'ye karşı oluşturduğu yanıt tespit edilmiştir. Hibridomaların antikor üretme yetenekleri kriyoprezervasyon öncesi ve sonrasında karşılaştırmalı olarak incelenmiş ve üretilen bu antikorların sadece L.tropica'ya özgü değil, L.infantum ve L.major'e karşı da farklı duyarlılıkta etki gösterdiği tespit edilmiştir. Bu çalışmalar ışığında, üretilen antikorların ileride kutanöz leishmaniasisin tanısında kullanılmak üzere tanı kitlerinin geliştirilmesinde mümkün olduğu düşünülmektedir. Ayrıca, deneysel değere de sahip olan bu antikorlar, parazitlerin besiyerleri içerisine eklenerek, üretildikleri antijenlerin, enfektivite özelliklerinin, promastigot-amastigot farklılaşması gibi evrimsel süreçlerinin incelenmesine olanak sağlamaktadırlar. Böylece bu çalışma kapsamında kutanöz leishmaniasise karşı hibridoma teknolojisine dayalı antikor üretiminde L.tropica parazitlerden dondurup-çözme yöntemi ile elde edilen immünojen moleküllere karşı antikor üretilmesinde Freund's adjuvanına karşı ilk kez olarak toksik olmayan FDA onaylı PO daha etkin olduğu ortaya çıkmıştır.

Bitki hastalıklarının tespiti için kalsiyum seçici sensörlerin kullanılabilirliğinin araştırılması

Bitkilerde olumsuz çevre koşulları ve çeşitli organizmalara bağlı olarak ortaya çıkan stres, her yıl büyük miktarda ürünün kaybedilmesine sebep olmaktadır. Bu durum, bitki hastalıklarının erken tespit edilerek gerekli tedbirlerin zamanında alınmasını zaruri hale getirmektedir. Bu çalışmada, bitkilerin stres faktörlerine verdiği yanıtlar ve bu yanıtların ardındaki olaylar birbirleriyle ilişkili olarak incelenmiştir. Deneysel çalışmalarda grafit, sertleştirici ve epoksi karışımı ile kaplanan ince bakır tellerin membran çözeltisine daldırılmasıyla kalsiyum seçici sensörler elde edilmiştir. Birer adet kalsiyum seçici elektrot ve referans elektrot, kaktüs gövdesinde ksilemle ilişkili olacak şekilde yerleştirilmiştir. Bu sensörler, aynı koşullarda tutulmakta olan bitkilerde soğuk şoku veya yüksek konsantrasyonda NaCl çözeltisi kullanılarak ortaya çıkarılan stresin potansiyometrik yöntemle tespit edilmesinde kullanılmıştır. Bitkilerin ksilemlerindeki kalsiyum seviyeleri 27-50 saat boyunca sürekli olarak potansiyometre aracılığı ile takip edilmiştir. Çalışma sonucunda elde edilen verilere göre, kalsiyum seçici sensörler ksilemde strese bağlı olarak meydana geldiği değerlendirilen kalsiyum değişimlerini tespit etmiştir. Bununla birlikte, potansiyometrik yöntemin ve kalsiyum seçici sensörlerin bu amaçla en uygun şekilde nasıl kullanılabileceğine dair yeni çalışmalar yapılması gerekliliği anlaşılmıştır.

Proteinlerin poliakrilik asit ile suda çözünmyen kompleksleri

Bugüne kadar yapılmış çalışmalarda polielektrolit ve proteinler arasında suda çözünen veçözünmeyen kompleks oluşumu prosesi, yapısı ve morfolojisi ile bu sistemlerde fazlar arasıgeçişlerin varlığı, mevcut fiziksel kimya yöntemleri ile incelenmiştir.Bu tez çalışmamızda PAA'in BSA ile etkileşimini türbidimetrik titrasyon yöntemi ileincelenmiştir. Türbidimetrik titrasyon yönteminin, suda çözünmeyen interpolimerkompleksinin oluşumu ve bu tür komplekslerin suda çözünür hale geçişini belirlemek için eniyi yöntemlerden biri olduğu bilinmektedir. Bu tez çalışmasında gerek PAA gerekse de BSApH değerlerine bağlı olarak farklı elektrik yükleri taşıdığından, sistem pH'a bağlı olarak;etkileşim mekanizmasının bileşenlerine de bağlı olduğu bilindiğinden dolayı orana bağlıetkileşimi incelenmiştir. Nötral pH ortamlarında tümüyle suda çözünen polimer-proteinkarışımı, pH değeri azaldıkça suda çözünmeyen hale geçmekte ve pH'ın değerinin izoelektriknoktasına yakın değerlerinden başlayarak düşük değerlerinde suda çözünmeyen bir karışımoluşmakta olduğu belirlenmiştir.İlk kez tarafımızca BSA/PAA oranının sabit değerinde pH değerinin artırılması ya daazaltılmasıyla elde edilen titrasyon eğrilerinin çakışmadığı görülmüş ve sistemde bu ikieğrinin histeriziz gösterdiği belirlenmiştir.Anahtar kelimeler: polielektrolit, poliakrilik asit, bovin serum albumin, türbidimetri

Bovine serum albumin ile poliakrilik asidin suda çözünen komplekslerinin ve kovalent konjugatlarının HPLC yöntemiyle incelenmesi

Proteinler ile sentetik polianyonların kompleksleri ve kovalent konjugatları biyomühendislik,tıp ve temel bilimlerde büyük öneme sahiptir. Bu sistemler antijen-antikor etkileşimi, spesifiknükleoprotein kompleksleri ve nükleotid-protein kompleksleşmesi için taklitçi modeloluştururken, aynı zamanda sentetik aşı geliştirilmesi amacıyla immunojenik bileşenlerhakkında yeni bilgilerin elde edilmesini sağlar.Poliiyon zincirleri ve protein molekülünün zıt yüklü grupları arasındaki elektrostatiketkileşimler, polimer-protein komplekslerinin oluşmasını sağlar. Kompleks oluşumumekanizması ve çözünebilen-çözünemeyen fazların transformasyonu sırasında oluşanparçacıkların yapısının anlaşılması için matriks çözeltiler pH titrasyonu, spektrometrik veHPLC yöntemleriyle incelenmiştir. Kompleks oluşumunun ve sistemdeki faz geçişlerinin,çözeltilerin pH'ına ve bileşenlerin oranına bağlı olduğu gösterilmiştir. Poliakrilik asit (PAA)ve bovine serum albumin (BSA), farklı pH değerlerine (pH=4,0-7,0) ve geniş bir aralıktakiprotein/polimer oranlarına (nBSA/nPAA=0,05-50) bağlı olarak, suda çözünebilen veçözünemeyen polimer-protein kompleksleri oluştururlar. pH > pI olduğu zaman, PAA-BSAkomplekslerinin kararlılığı ihmal edielebilecek kadar zayıftır (pH 7,0). Polielektrolitkomplekslerinin oluşumu ve serbest bileşenlerin varlığı ilk kez pH 6,0 değerinde gözlenmeyebaşlanmıştır. Fakat pH < pI durumunda kararlı polikompleks oluşumları artmıştır ve geniş biraralıktaki nBSA/nPAA oranlarında, farklı fizikokimyasal ve konformasyonel özelliklere sahippolikompleks oluşumları incelenmiştir (pH 5,0). Suda çözünemeyen PAA-BSAkomplekslerinin varlığı pH 4,0 değerinde gözlenmiştir. Bu çalışmada suda çözünebilen PAA-BSA komplekslerinin çözünemeyen hale faz geçişleri ilk defa incelenmiş ve proteinlerlepolielektrotların bağlanma mekanizmasının bileşenlerin oranına da bağlı olduğugösterilmiştir; sonuçta çözünebilir, kompleks kooservasyon veya amorf çökelti oluşumlarınınvarlığı gösterilmiştir.Anahtar kelimeler: polielektrolit, poliakrilik asit, bovine serum albumin, faz ayrılması, jelfiltrasyon kromatografisi

Poliakrilik asidin bovine serum albumin ile etkileşiminin dinamik ve elektroforetik ışık saçılması yöntemleri ile araştırılması

Bir fonksiyonel biyopolimer sistem olan suda çözünen ve çözünmeyen protein-polielektrolitkompleksleri; protein saflaştırılması, enzim immobilizasyonu ve sentetik aşı geliştirilmesi gibiçalışmalara konu olan özel bir sınıf polimer-protein bileşikleridir. PPK oluşumunda baskınkuvvet elektrostatik etkileşim olup, bununla birlikte hidrofobik etkilerin ve hidrojenbağlarının katkısı da mümkündür. Sulu çözeltilerde polielektrolit ile protein arasındakietkileşimler; pH, iyonik şiddet ve protein/polielektrolit miktarına bağlıdır.Bu tez çalışmasında, globular bir protein olan bovine serum albumin (BSA) ile zayıf birpolielektrolit olan poli(akrilik asit) (PAA) arasındaki etkileşimler, dinamik ve elektroforetikışık saçılması yöntemleri ile incelenmiştir. BSA-PAA sistemleri, farklı pH ve protein/polimeroranlarında araştırılmıştır. Dinamik ışık saçılması sonuçları, pH 7,0'da kompleksoluşmadığını ve pH 5,0'da suda çözünür kompleksler oluştuğunu göstermiştir. pH 4,0'dahazırlanan BSA-PAA karışımlarında suda çözünmeyen kompleksler oluşmuş, santrifüjsonrasında süpernatantlara bakıldığında ise suda çözünen ve bileşenlerden daha büyükboyutlu olan polikomplekslerin yanı sıra serbest BSA olduğu görülmüştür. Elektroforetik ışıksaçılması sonuçlarına göre, pH 5,0'daki kompleks moleküllerinin hep (-) yüklü olduğu fakatpH 4,0'da belli bir orandan sonra (+) yüklendiği bulunmuştur.Anahtar kelimeler: dinamik ışık saçılması, elektroforetik ışık saçılması, poliakrilik asit,bovine serum albumin, protein-polielektrolit kompleksi.

Anyonik polielektrolitlerin sığır serum albuminle etkileşiminin floresans yöntemi ile incelenmesi

Polielektrolitler ve proteinler arasında suda çözünen ve çözünmeyen kompleks oluşumuprosesi, oluşan polikompleks partiküllerinin yapısı ve morfolojisi ile bu sistemlerde fazlararası geçişlerin varlığı, farklı fizikokimyasal yöntemler ile incelenmiştir.Floresans spektrometre yöntemi ile floresans, fosforesans, düşük konsantrasyonda miktartayini, biyolüminesans, protein miktar tayini, proteinlerin üç boyutlu yapıları hakkında vb.bilgi veren analizler yapılmaktadır. Protein ile polielektrolitlerin etkileşimlerininaraştırılmasında floresans yönteminin çok önemli bilgiler verebilmesine rağmen polielektrolit-protein karışımlarında olabilecek etkileşimlerin floresans yöntemiyle incelenmesi çok azsayıda sistemde gerçekleştirilebilmiştir.Bu çalışmada Sığır Serum Albuminin anyonik yapılı poliakrilik asit (PAA) ile etkileşimifloresans yöntemi ile incelenmiş ve protein molekülünde var olan Triptofan amino asitininfloresans özelliklerinin değişimine dayalı olarak interpolimer-protein kompleksinin oluşumuaraştırılmıştır. Bileşenlerin oranına ve ortamın pH değerine bağlı olarak suda çözünen veçözünmeyen polimer-protein komplekslerinin oluştuğu, sistemde faz geçişinin meydanageldiği ve bu sırada kararlı yapılı polikompleks partiküllerinde protein moleküllerinin üçboyutlu yapılarının şartlara uygun olarak önemli değişiklikler gösterdiği saptanmıştır.İntrapolimer komplekslerinin orana ve pH'a bağlı olarak interpolimer komplekslereagregasyonu bulunmuştur. Protein molekülünün yapısındaki Triptofan'ın λmax ve Imaxdeğerleri orana ve pH'a bağlı olarak değişmektedir. Bu değişimlerin gerek proteinin gereksepolikomplekslerin yapılarına bağlı olduğu tartışılmaktadır.Floresans yöntemi suda çözünen PAA-protein karışımlarına uygulandığından dolayıpolimer/protein oranına ve karışımın pH değerlerine bağlı olarak sistemin suda çözünürlüğüöncelikle türbidimetrik yöntemle araştırılmış ve suda çözünmemiş sistemler belirlenmiştir.Nötral pH ortamlarında tümüyle suda çözünen polimer-protein karışımı, pH değeri azaldıkçasuda çözünmeyen hale geçmekte ve pH'ın değerinin izoelektrik noktasına yakın değerlerindenbaşlayarak düşük değerlerinde suda çözünmeyen bir karışım oluşmakta olduğu belirlenmiştir.Bu sistemler detaylı olarak floresans yöntemi ile araştırılmış ve literatürde bulunmayan yenibilgiler elde edilmiştir. Polikompleksin yapısında bileşenlerin (polimer ve protein) oranı,aralarındaki kimyasal bağlar veya etkileşimin doğasının yanısıra, gerek tüm polikomplekspartiküllerinin ve gerekse de içerdikleri protein molekülünün üç boyutlu yapısı hakkındagünümüzde detaylı bilgi varolmamaktadır.Anahtar kelimeler: polielektrolit, poliakrilik asit, bovin serum albumin, floresans

Polianyonların bovin serum albumin ile karışımlarının dört detektörlü moleküler eleme kromatografisi yöntemiyle analizi

Suda çözünen ve çözünmeyen protein-polielektrolit kompleksleri fonksiyonel biyopolimersistemleri olarak çeşitli alanlarda önemli uygulamaları bulunmaktadır ve polimer-proteinbileşiklerinin spesifik bir sınıfını oluşturmaktadırlar. Polielektrolitlerin proteinlerle suluçözeltilerdeki etkileşimi, pH ve iyonik şiddete duyarlıdır ve proteinlerin izoelektrik noktasınabağlıdır. Polimer-protein kompleksleri poliiyon zincirleriyle protein molekülünün zıt yüklügrupları arasındaki elektrostatik etkileşimin bir sonucu olarak meydana gelmektedir.Bu tez çalışmasında, bileşenlerin farklı oranlarında (nBSA/nPAA=0,5-50) ve farklı pH'larda(pH=4,0; 4,3; 5,0; 6,0; 7,0) sığır serum albuminin poliakrilik asit ile etkileşimi ve çözünürpolikomplekslerin moleküler özellikleri dört detektörlü (UV, kırılma indisi, ışık saçılması veviskometri) moleküler eleme kromatografisi kullanılarak incelenmiştir.Nötral pH'larda polianyon ile protein arasında etkileşim gözlenmezken, proteinin izoelektriknoktasına yakın pH değerinde suda çözünür PAA-BSA kompleksleri oluşmaktadır.Fizikokimyasal özellikleri dört detektörlü kromatografi sistemi kullanılarak incelenen bukomplekslerin belli bir oran aralığında molkül kütleleri ve boyutlarının bir maksimumdangeçtikten sonra sabit kaldığı gösterilmiştir. Proteinin izoelektrik noktasından daha düşük pHdeğerlerinde suda çözünmeyen kompleksler oluşmuş, bu çözeltilerin santrifüj sonrasısüpernatantları incelenmiştir. Bileşenlerin molar oranlarının çok küçük ve çok büyükdeğerlerinde suda çözünen kompleksler olduğu bulunmuş, suda çözünen ve çözünmeyenpolikomplekslerin bir arada bulunduğu gösterilmiştir. Ön aşamada, çökmeden öncepolielektrolit-protein kompleksleri arasında agregasyon olduğu belirtilmiştir.Anahtar kelimeler: polielektrolit-protein kompleksleri, moleküler eleme kromatografisi, ışıksaçılması, viskometri.

Peptid protein kovalent konjugasyonu

Peptidlerin taşıyıcı proteinlere bağlanması, zayıf immunojenik özellikteki peptidlere karşı antikoroluşturmak için gerekmektedir. Sulu çözeltideki moleküllerin karboksil gruplarının aktivasyonu veaktive olmuş karboksil gruplarına amino gruplarının kovalent bağlanması, bu tez çalışmamızın konusuolan globular yapıdaki protein ile sentetik peptidlerin konjugasyon reaksiyonunun temelinioluşturmaktadır.Karbodiimidler heterobifonksiyonel özellikteki direkt (zero-length) çapraz bağlama reaktifleridir vekarboksil gruplarının amino gruplarına bağlanmasında kullanılırlar. Bu tez çalışmamızda karbodiimidyöntemi ile suda çözünen 1-etil-3-(3-dimetilaminopropil) karbodiimid hidroklorid (EDC) kullanılarak,Peptid-Protein konjugatları hazırlandı. Konjugasyonda bir protein molekülü için peptidin farklıoranları (npeptid/nBSA) ile çalışıldı ve bu orantılara ait biyokonjugatlar sentezlendi. Sentezlenmişbiyokonjugatlar farklı kolonlardan geçirilerek saflaştırıldı.Saflaştırılan biyokonjugatların; sentetik peptid, BSA ve BSA-sentetik peptid fiziki karışımları ilekarşılaştırmalı olarak karakterizasyonu ve bağlanma mekanizmasının incelenmesi, HPLC, GPC-VISCOTEK (Gel Permeation Chromatography; UV, Refraktif ndeks, Vizkozite ve Işık SaçılmasıDetektörlerine Sahip Kromatografik Sistem), Fluoresans Spektrofotometre ve Zetasizer (Partikülboyutu ve Zeta Potansiyel ölçümü için) cihazları kullanılarak gerçekleştirildi. Fiziko-kimyasal analizsonuçlarına dayanarak globular BSA moleküllerinin lineer yapılı peptid molekülleri ile kovalentbağlanması sonucu elde edilen biyokonjugatların oluşum mekanizması, elektrik yükü ve üç boyutluyapısı incelenmiştir.Anahtar kelimeler: Peptid, Protein, BSA, Kovalent Bağlanma, Karbodiimid, EDC

İnsülinin polimerlerle (Örn: polietilen glikol) olan konjugatlarının diyabetik hastalarda uygulanması

Diabetes Mellitus, günümüzde en sık rastlanan hastalıklardan biridir. İstatistiksel sonuçlar,diyabet hastalığına yakalanan hastaların sayısının arttığını göstermektedir. Ancak tedavimetodları, tedavi yolu ve insülin molekülünün tipi ilaç firmaları tarafından geliştirilmektedir.Günümüzde artık immunojen olmayan insülin çeşidi kullanılmaktadır. Bugün pazarda,diyabet hastaları tarafından kullanılan çok çeşitli insülin formülasyonları bulunmaktadır. Buinsülinler rekombinant DNA teknolojisiyle üretilmektedir.Bu araştırmada; Tip 1 ve tip II diyabet, mevcut insülin tedavileri, insülinin hücredeki etkimekanizması, insülin konjugatlarının sentezi, PEG konjugasyonunun insülinin özelliklerineetkisi, PEG-insülin konjugatlarının hazırlanması ve bunların immünojenik özellikleri,hümoral ve hücresel antijenliği, alerjenliği, biyolojik etkinlikleri, farmakokinetik vefarmakodinamik parametreleri incelenmiştir.

Poli(1-azobisiklo[4.2.0]oktan) ve türevlerinin sentezi ve karakterizasyonu

Son yıllarda fonksiyonel biyopolimer sistemlerin gelistirilmesine yönelik çok fazla sayıda çalısmalar yapılmıstır. Bugüne kadar yapılmıs çalısmalarda biyolojik özellikli polielektrolitlerin sentezi, karakterizasyonu ve kullanım çesitliliği üzerinde durulmustur. Bu tez çalısmasında yapısında heteroatom bulunduran biyobozunur bir polielektrolit olan poli(1-azobisiklo[4.2.0]oktan) (polikonidin) sentezi ve karakterizasyonu anlatılmaktadır. Poli(1-azobisiklo[4.2.0]oktan) eldesi için öncelikle bu polimerin monomeri olan 1- azobisiklo[4.2.0]oktan (konidin) monomerinin sentezi organik yöntemlerle gerçeklestirilmistir. Daha sonra değisik molekül ağırlıklarına sahip polimerler sentezlenmis ve bu polimerlerin karakterizasyonu farklı yöntemlerle (UV, FT-IR, SEC, Ultrasantrifüj) yapılmıstır. Elde edilen polimerlerin bir kısmı bromoasetik asit ile modifiye edilerek polimere uygun fizikokimyasal özellikler kazandırılmaya çalısılmıstır. Konidin sentezinin her asamasında olusan maddelerin FT-IR ve UV spektrumları alınmıs ve sentezin izlediği yol sürekli kontrol edilmistir. Sentezlenen konidin, monomer olarak kullanılmıs ve farklı baslatıcılar varlığında (metil iyodür, etil bromür, heksadesil bromür, tbutil bromür, benzoil klorür ve trimetilsilan bromür) katyonik halka açılması polimerizasyonu ile poli(1-azobisiklo[4.2.0]oktan) elde edilmistir. Baslatıcı/monomer oranı değistirilerek bunun polimerlerin karakteristiğine olan etkisi incelenmistir. Poli(1-azobisiklo[4.2.0]oktan)'ın kimyasal modifikasyonu için bromoasetik asit kullanılmıs ve polimerin kuarternlesmesi ile poliamfolit sentezi gerçeklestirilmistir. Polielektrolitlerin fizikokimyasal özelliklerinin yapı ile doğrudan iliskili olduğu bilinmektedir. Bu nedenle sentezlenen polimerin karakterizasyonunun yapılması amaçlanmıstır. Poli(1- azobisiklo[4.2.0]oktan)'in FT-IR spektrumları alınmıs ve dört dedektörlü (ısık saçılması, refraktif indeks, viskozite ve UV) moleküler eleme kromatografisi ile polimerlerin molekül ağırlıkları, polidispersite değerleri (Mw/Mn), Mark-Houwink sabitleri ve partikül yarıçapları ölçülmüstür. Zeta Sizer ile polimer zincirlerinin boyut analizi yapılmıs ve zeta potansiyelleri ölçülmüstür. Sentezlenen polimerlerin sedimentasyon katsayıları Ultrasantrifüj ile belirlenmistir. Polimerlerin molekül ağırlıklarının baslatıcı miktarı ve türündeki değisimler ile polimerizasyon ortamından etkilendiği belirlenmistir. Polimerin bromoasetik asit türevinin hücre canlılığına etkisi meme kanseri hücreleri (MCF 7) üzerinde in vitro ortamda incelenmis ve polimer konsantrasyonu değisikliğinin hücre canlılığına etkisi arastırılmıstır. Anahtar kelimeler: polielektrolit, polikonidin, katyonik halka açılması polimerizasyonu

Miyeloperoksidaz enziminin meme kanseri tedavisinde kullanılan tamoksifene etkisinin incelenmesi

?Miyeloperoksidaz-H202-Cl-? sistemi lökositlerde güçlü antibakteriyel ve sitotoksik etkiye sahiptir. Fizyolojik pH'da Cl- iyonlarının Cl+ iyonlarına yükseltgenmesi ile birlikte miyeloperoksidaz bazı tehlikeli reaktif oksijen türlerinin oluşumuna yol açmaktadır. Fizyolojik koşullarda ROS'ların üretilme ile yok edilme mekanizmaları arasındaki denge bozulursa, vücutta hasar oluşabilir. Hücrede ROS birikimi radikal ilgili DNA, protein, lipid hasarı oluşturarak kanser ve nörodejeneratif bozukluklar gibi yaşa bağlı hastalıkların gelişmesinde önemli olur.Bu tez çalışmasında Tamoksifene miyeloperoksidaz -H2O2-Cl- sisteminin etkisi ile oluşan reaksiyon ürünleri incelendi. Bu maksatla alınan insan kan örneklerinin içerdiği lökositler izole edildi. Liziz işlemiyle parçalanan lökositlerden izole edilip saflaştırılan miyeloperoksidazın 37°C'da ve fizyolojik pH'da (pH 7.2-7.3) Tamoksifene etkisi UV-Vis. spektrofotometre ve LC-MS, FT-IR spektrometre sistemleri ile değerlendirildi.Daha önce yapılan çalışmalarda Tamoksifene karaciğer mikrozomlarının etkisi ile metabolitlerin oluşması ve ?Horseradish? peroksidaz katalizi incelenmişti. Yapılan çalışmada ilk defa yeterli miktarda saf halde elde edilen miyeloperoksidazın daha yüksek konsantrasyonda kullanılması, bu enzimin Tamoksifene etkisinde oluşan ürünlerin çok daha belirgin olarak izlenmesini sağladı. Tamoksifenin yapısında bulunan C-O-C eterik bağının, C=C çiftli bağının ve C-N bağının parçalanması sonucu serbest radikallerin oluştuğu kanaatine varıldı.

Miyeloperoksidaz enziminin lösemi tedavinde kullanılan doksorubisine etkisinin incelenmesi

Miyeloperoksidaz (MPO, EC 1.11.1.7) başlıca polimorfonükleer nötrofillerde, monositlerde ve doku makrofajlarının belirli popülasyonlarında bulunmaktadır. Bu enzim ?miyeloperoksidaz-H2O2-Cl-? reaksiyon sistemi vasıtasıyla zararlı mikroorganizmaları ve belirli tümörleri yok edici etkisi nedeniyle savunma sisteminde önemli bir yere sahiptir. Miyeloperoksidaz ayrıca peroksidasyon yoluyla fenol, anilin ve türevleri ile ß-diketonlar gibi birçok maddeyi yükseltgeyerek serbest radikal meydana gelmesine sebep olmaktadır. Bu durum genel olarak belirli ilaçların toksik metabolitlerinin oluşmasını da açıklamaktadır.Kanser tedavisinde kullanılan bazı ilaçlara karaciğer mikrozomların etkisi ile metabolitlerin oluşması ve ayrıca ?Horseradish Peroxidase? etkisi daha önce incelenmiştir. Bu çalışmada ilk defa insan lökositlerinden izole edilip saflaştırılan miyeloperoksidazın lösemi tedavisinde kullanılan Doksorubisine olan etkisi incelendi. Ayrıca miyeloperoksidaz ilk defa laboratuvar koşullarında reaksiyon gerçekleştirmek üzere yeterli miktarda ve aktivitesi korunarak elde edildi. Fizyolojik sıcaklıkta ve pH'da (37°C; pH 7.2-7.3) gerçekleştirilen bu reaksiyonda oluşan ürünler UV-Vis. spektrofotometre, FT-IR ve LC-MS spektrometre sistemleri kullanılarak değerlendirildi. Reaksiyon sonucu Doksorubisinin yapısında bulunan karbonil grubunun kaybolduğu, C-O-C eterik bağının parçalandığı ve serbest radikallerin oluştuğu belirlendi.

Polianyonların human serum albumin ile etkileşim mekanizmasının araştırılması

Yağ asidi, amino asit, biliburin gibi metaboliklere ve Cu2+- Zn2+ gibi metal içeren birçok etkin maddeye karşı yüksek ilgi gösteren HSA, araştırmacılar tarafından ilaç salınım sistemlerinde spesifik hedeflere taşıyıcı olarak kullanılmaktadır. Bu çalışmada HSA'nın polianyonlar ile etkileşim mekanizması araştırılarak tıp, eczacılık ve temel bilim çalışmaları için mühendislik yaklaşımı geliştirilmiş ve etkileşimin fiziko-kimyasal yapısı HPLC, dört detektörlü GPC, dinamik ve elektroforetik ışık saçılması ve flüoresans yöntemleri kullanılarak açığa çıkarılmıştır. Protein-polianyon etkileşimlerinde baskın kuvvet elektrostatik etkileşim olup, hidrofobik etkilerin ve hidrojen bağlarının katkısının da olduğu düşünülmektedir. Sulu çözeltilerde polianyon ile protein arasındaki etkileşimler; pH, iyonik şiddet ve nHSA/nPAA miktarına bağlıdır. Kompleks oluşumunun ve sistemdeki faz geçişlerinin, çözeltilerin pH'ına ve bileşenlerin oranına bağlı olduğu, poliakrilik asit (PAA) ve human serum albumin (HSA), CPAA=1mg/mL için farklı pH değerlerine (pH=4,0-7,0) ve nprotein/npolimer oranlarına (nHSA/nPAA=0,1-10) bağlı olarak, suda çözünebilen ve çözünemeyen polimer-protein kompleksleri oluşturduğu gösterilmiştir. pH (7,0-6,0) > pIHSA (4,9) koşulunda, HSA-PAA komplekslerinin kararlılığı ihmal edilebilecek kadar zayıf olup, polielektrolit komplekslerinin oluşumu ve serbest bileşenlerin varlığı ilk kez pH 5,0 değerinde gözlenmeye başlanmıştır. pH5,0'da polikompleks parçacıklarının sulu çözeltilerinin molekül ağırlığı(Mw, Mn), molekül ağırlığı dağılımı, Mark-Houwink (a), bağlanma (k) ve doyma (?m?) sabitleri gibi moleküler özelliklerinin ve yapısal değişikliklerin nHSA/nPAA oranına bağlılığı araştırtmıştır. pH < pI durumunda kararlı polikompleks oluşumları artmış ve suda çözünemeyen HSA-PAA komplekslerinin varlığı pH 4,0 değerinde gözlenmiştir. Ayrıca, CPAA=0,1mg/mL için pH4,0 ve pH4,5'de türbidimetrik titrasyon yöntemi kullanılarak, suda çözünmeyen interpolimer kompleksinin oluşumunun ve suda çözünür hale geçişin pH değişiminden etkilenme mekanizması aydınlatılmıştır. Anahtar kelimeler: HPLC, dört detektörlü GPC, dinamik ışık saçılması, elektroforetik ışık saçılması, poliakrilik asit, human serum albumin, protein-polielektrolit kompleksi.

Alfa amilaz-dekstran konjugatlarının sentezi ve karakterizasyonu

Amilazlar endüstride nişastadaki glikozid bağlarının hidrolizinde yaygın olarak kullanılan enzimlerdir. Alfa amilazlar (1,4-?-D-glukan glukanohidrolaz; EC 3.2.1.1) nişastadaki amiloz ve amilopektinin ?-1,4 bağlarının hidrolizinden sorumlu endohidrolazlardır. ß-Amilaz nişastanın sadece indirgenmeyen uçlarındaki ?-1,4 bağlarına saldırabilir. Alfa amilazlar yapılarında 5 alt ünite bulundururlar ve 478 amino asit artığı içermektedirler. Molekül ağırlıkları 50 000 dolayındadır. Özellikle Aspergillus oryzae'den elde edilen alfa amilaz (TAKA-amilaz), başlıca gıda, tekstil, deterjan endüstrilerinde kullanılmaktadır. Bu gibi endüstriyel uygulamalarda çalışma ortamlarının sıcaklık, pH v.b. değerleri ya da mevcut kimyasallar enzimin aktivitesini olumsuz etkileyebilir. Endüstriyel proseslerde enzimlerin çalışma ortamının olumsuzluklarına karşı dirençli kılınması önemli araştırma alanlarını oluşturmaktadır. Bu maksatla uygulanan genetik çalışmalar ve kimyasal modifikasyonlar enzimlerin stabilitelerini arttırmaktadır. Bu çalışmada, Aspergillus oryzae alfa amilaz (TAKA) ?Sephadex G 50? kolon dolgu maddesi kullanılarak jel filtrasyon yöntemi ile saflaştırıldı. 75 000 ve 188 000 mol ağırlıklı dekstranlar sodyum periyodat ile aldehit türevlerine yükseltgendikten sonra saf enzime kovalent olarak bağlandı. Sentezlenen konjugatlar ultrafiltrasyon sisteminde konsantre edildi ve yıkandı. Elde edilen konjugatlar HPLC ve GPC cihazlarında incelendi. Enzim ve konjugatların pH 7 ve farklı sıcaklıklarda aktiviteleri tayin edildi ve alınan sonuçlar kıyaslandı. Sonuç olarak, pH 7'de konjugatlar saf enzime kıyasla daha geniş bir sıcaklık aralığı ve yüksek termal stabilite gösterdiler. Anahtar kelimeler: Aspergillus oryzae ?-Amilaz, Dekstran, ?-Amilaz-Dekstran konjugatları, aktivite, enzim stabilitesi, GPC, HPLC.

İnsan meme kanseri (MCF 7) ve fare fibroblast (L-929) hücre kültürlerinde poliakrilik asidin toksisitesinin incelenmesi

Son yıllarda biyopolimerler tıbbın çeşitli alanlarında; ortopedide, kemoterapide, immünojide, dişçilikte olmak üzere geniş şekilde kullanılmaktadır. Herhangi bir polimerin praktikte uygulanabilmesi için biyouyumluluğunun incelenmesi gerekmektedir. Bir polielektrolit olan poliakrilik asidin (PAA) immünolojide adjuvant etkisi, tıbbi deneylerde antitrombojenik etkisi ve ilaç salınım sistemlerinde taşıyıcı olarak kullanıldığı bilinmektedir. Literatürde PAA'nın çeşitli konjugatlarıyla ilgili çalışmalar olmasına rağmen, tek başına toksisitesine ait çalışmalar bulunmamaktadır. Biyopolimer çalışmalarında toksisitenin belirlenmesi son derece önemlidir. Bu amaçla çeşitli hücrelerin kültürleri kullanılmaktadır. Ancak PAA'nın ve konjugatlarının toksisitesinin tayin edilmesinde kullanılan hücre kültürlerinden hangisinin daha duyarlı olduğu konusunda bilgiler bulunmamaktadır. Tezin amacı; insan meme kanseri (MCF 7) ve fare fibroblast (L-929) hücrelerinin kültürlerinin yapılması ve bu hücre kültürlerinde PAA'nın toksisitesinin çeşitli yöntemlerle incelenmesidir. Çalışmada hücre kültürü, kriyoprezervasyon, 3-(4,5-dimetiltriazol-2-il)-2,5- difeniltetrazolium bromid (MTT), tripan mavisi ve 4,6-diamidino 2 phenylindole (DAPI) yöntemleri kullanılmıştır. Birinci aşamada ilk kez olarak Y.T.Ü Biyomühendislik Bölümü Hücre Kültürü Laboratuvarında MCF 7 ve L-929 hücrelerinin adaptasyonluğu sağlanmış ve devamlı kültürü elde edilmiştir. Bu hücrelerin kriyoprezervasyonunun sağlanmasında optimal şartlar belirlenmiş ve laboratuvarda hücrelerin yeterli miktardaki kriyobankı oluşturulmuştur. Çalışmamızda ilk kez MCF 7 hücre kültürünün PAA'nın toksisitesinin incelenmesinde uygun bir model olduğu ortaya konmuştur. Yapılan kültür çalışmalarının sonraki aşamalarında PAA'nın pH'a ve konsantrasyona bağlı olarak toksik etkisinin incelenmesi sonucunda farklı hücrelerde farklı olduğu belirlenmiştir. PAA'nın EC50 değeri MCF 7 hücrelerinde 6.6 iken L- 929 hücrelerinde 1,8 olduğu tespit edilmiştir. Elde edilen bu sonuçlar polimerlerin hücre kültüründe toksisitesinin belirlenmesinde uygun hücre kültürü seçilmesinin dikkate alınmasını göstermektedir. Anahtar kelimeler: Hücre Kültürü, MCF 7, L-929, Poliakrilik Asit, Toksisite, MTT, DAPI

Restoratif dental malzemelerde yüzey-polimer etkileşimlerinin moleküler modellenmesi

Mucor miehei rennet dekstran sülfat konjugatlarının incelenmesi

Bakterilerin yüzeyde zenginleştirilmiş raman spektrumlarını etkileyen parametrelerin incelenmesi

Yüzeyde zenginleştirilmiş Raman spektroskopi, mikroorganizmaların hızlı tanı ve karakterizasyonu için güçlü bir tekniktir. Ancak hazırlanan örneklerin heterojen olmasından dolayı deneysel koşulların iyi optimize edilmesi gerekmektedir. Bu çalışmada, bakterilerin yüzeyde zenginleştirilmiş Raman spektrumlarını etkileyen parametreler araştırıldı ve deneysel koşullar optimize edildi. İlk olarak bakteri ve nanoparçacık karışım oranlarının etkisi araştırıldı ve optimum oran bulundu. Bu oran kullanılarak, bakterilerin yüzeyde zenginleştirilmiş Raman saçılmasını etki edebilecek parametreler: lazer dalga boyu, nanoparçacık içeren süspansiyonun pH'sı ve konsantrasyonu, nanoparçacıkların yüzey yükleri, cinsi ve büyüklüğü araştırıldı. Bu çalışma, bakterilerin yüzeyde zenginleştirilmiş Raman saçılması için optimum deneysel koşullarının yanı sıra, deneysel koşulların değişmesi ile bakteri hücrelerinden moleküler bilgi alınabileceğini göstermektedir. Anahtar Kelimeler: Yüzeyde zenginleştirilmiş Raman saçılması,YZRS, Bakteri, Tanı, Nanoparçacık, Plazmonlar

BSA-dekstran sülfat komplekslerinin oluşumu ve karakterizasyonu

Bu çalısmamızda bir polielektrolit-protein kompleksi olan Bovin Serum Albumin (BSA)- Dekstran Sülfat (DS) kompleksleri olusturulmus ve DS'nin BSA ile etkilesimi incelenmistir. BSA proteini, DS ile ortamın pH'ına baglı olarak suda çözünen kompleksler olusturur. Deneysel çalısmamızda, kompleksler degisik oranlarda (nBSA/nDS, nDS/nBSA) hazırlanarak, çesitli pH degerlerinde (pH=7 ve pH=5) incelendi. Sistem, DS ve BSA pH degerlerine baglı olarak farklı elektrik yükleri tasıdıklarından dolayı pH'a baglı olarak ve etkilesim mekanizması bilesenlere baglı oldugundan dolayı da orana baglı olarak incelenmistir. Komplekslerin; GPC-VISCOTEK (Moleküler Eleme Kromatografisi; UV, Refraktif ndeks, Vizkozite ve Isık Saçılması Detektörlerine Sahip Kromatografik Sistem), Floresans Spektrofotometre, Zeta-Sizer (Partikül boyutu ve Zeta Potansiyel ölçümü için) ve HPLC cihazları kullanılarak yapı-islev analizleri yapılmıs ve fizikokimyasal karakterizasyonları gerçeklestirilmistir. Anahtar kelimeler: Polielektrolit, bovin serum albumin, BSA-Dekstran sülfat kompleksleri, GPC, HPLC.

Polielektrolit-protein kompleksleri

Günümüzde polielektrolit ve protein kompleksleri pek çok alanda kullanılmaktadır. Özellikle bu bileşikler, biyolojik açıdan önemli mekanizmaların oluşturulmasında ve biyomedikal uygulamalarda, kullanım potansiyeline sahiptirler. Proteinlerin işlevsel özellikleri, polimerler ile komplekleştirme yoluyla arttırılabilmektedir. En önemli veriler, komplekslerin immunolojide kullanımıyla elde edilmiştir. İmmunojenliği arttırılmış proteinler ve virüsler güçlü aşı sistemlerinin geliştirilmesini sağlamıştır. Yapay antijen kullanıldığında, immun cevabı almak için adjuvan kullanılması gerekmez. Timusu olan veya olmayan hayvanlarda antikor oluşumunun uyarılması sağlanır. Bu çalışmada, öncelikle polielektolit kavramına açıklık getirilmiştir. Polielektrolitlerin yapıları, sınıflandırılmaları hakkında bilgiler verilmiş, serbest radikal polimerizasyonu, iyonik polimerizasyon, basamaklı polimerizasyon ve kimyasal modifikasyon ile sentez yöntemleri anlatılmıştır. Doğal veya sentetik sınıflı polielektrolitlerin, proteinler ile komplekslerinin oluşumları, yapı-özellik ilişkileri, etkileşimleri ve uygulamaları hakkında incelemeler yapılmıştır. Oluşan komplekslerin AFM, EM, OM, DLS, ELS, IR, potansiyometri, DSC, SEC, ACE vb. gibi karakterizasyon teknikleri detaylı olarak açıklanmış, literatürdeki uygulamaları hakkında bilgiler sunulmuştur. Bu çalışmada ayrıca komlekslerin immunolojide kullanımı ile ilgili yapılmış deneysel çalışmalardan bahsedilmiştir. BSA' nın PVP, PAA ve PSSNa gibi polielektrolitlerle karışımının sulu çözeltilerinin immunolojik olarak incelenmesinden elde edilen sonuçlar verilmiştir. Elde edilen sonuçlara göre, karışımların immunojenliği polielektrolitlerin yapısına ve oluşan komplekslerin kararlılığına bağlıdır. Ayrıca, yapay antijenlerden yapay aşılara geçme yolları aranarak, tüberküloz ve grip gibi infeksiyonlarda, PEK nin immunolojik etkileri incelenmiştir. Anahtar kelimeler: Polielektrolit, polimerizasyon, Atomik kuvvet mikroskobu (AFM), elektron mikroskobu (EM), BSA, SEC, immunoloji, antijen

Kışlık ekmeklik buğday (Triticum aestium L.)'da sarı pas (Puccinia striiformis f. sp tritici) dayanıklılık geninin moleküler belirteçler (marker) ile araştırılması

Bu çalışmada, 7 farklı kışlık ekmeklik buğday çeşidi kullanılarak sarı pas hastalığına dayanıklılığı incelemek amacıyla 4 farklı dayanıklı x hassas melez kombinasyonları [Altay (dayanıklı) x Harmankaya99 (hassas); İzgi2001 (dayanıklı) x ES14 (hassas); Sönmez2001 (dayanıklı) x Aytın98 (hassas); PI178383 (dayanıklı) x Harmankaya99 (hassas)] yapılmış ve bu bireylerde Yr5 geni açısından polimorfizm gösteren moleküler belirteçlerin elde edilmesi amacıyla rezistant gen analog polimorfizmi (RGAP), dizisi etiketlenmiş alanlar (STS) ve mikrosatellit analizleri yapılmıştır. Bitkinin fide döneminde sarı pas hastalığına dayanıklılık sağlayan genlerden biri olan Yr5 geni buğday B genomu 2. kromozomunun uzun kolunda (2BL) bulunmaktadır. Kromozom 2BL yer alan ve bu gene belli uzaklıklarda bulunan değişik tipteki belirteçleri çoğaltan toplam 46 adet primer çifti (12 çift RGAP, 18 çift STS, 16 çift mikrosatelit) kullanılarak polimeraz zincir reaksiyonları (PCR) yapılmıştır. Kombinasyonları oluşturan ebeveynler arasında polimorfizm gösteren moleküler belirteçler, sarı pas ırkları ile inokülasyondan sonra dayanıklı ve hassas olarak belirlenecek olan F2 bireylerinde analiz edilecektir. Elde edilmesi hedeflenen Yr5 belirteçleri, fide dönemi dayanıklılık genlerine ve ergin dönem dayanıklılık genlerine bağlantı gösteren belirteçler ile beraber bitki ıslah çalışmalarında kararlı ve etkin bir biçimde kullanılarak dayanıklı buğday genotiplerinin seçimini sağlayacaktır. Anahtar kelimeler: Triticum aestivum L., sarı pas, Yr5, PCR, DNA, RGAP, STS

Dental restoratif malzemelerin sitotoksisitesine ışık kaynağının ve hidroksiapatit ilavesinin etkilerinin incelenmesi

Bu çalışmada diş hekimliği uygulamalarında yaygın olarak kullanılan dental malzemelerin (Rezin modifiye cam iyonomer simanlar, kompozit simanlar ve kompozit restoratifler) in vitro biyouyumlulukları incelenmiştir. In vitro biyouyumluluk incelemeleri aşağıda belirtilen amaçlar doğrultusunda gerçekleştirilmiştir:1-Kompozit simanların (dual sertleşen) ve kompozit restoratiflerin (ışıkla sertleşen) in vitro biyouyumluluklarının iki farklı ışık kaynağı (Halojen, LED) kullanılarak incelenmesi.2-Rezin modifiye cam iyonomer simanların öncül in vitro biyouyumluluk incelemeleri.3-Rezin modifiye cam iyonomer simanların öncül in vitro biyouyumluluk sonuçlarına göre hidroksiapatit ilavesinin in vitro biyouyumluluk üzerindeki etkilerinin incelenmesi.In vitro biyouyumluluk çalışmalarında ekstraksiyon yöntemi kullanılmış ve sonuçlar MTS testi kullanılarak değerlendirilmiştir. Elde edilen numunelerin yüzey morfolojisi taramalı elektron mikroskobu (SEM) ile incelenmiştir. Elde edilen bulguların istatistiksel analizleri için SPSS istatistik programı kullanılmıştır. %95 güven aralığında, p<0,05 anlamlılık düzeyinde değerlendirildi.Deney sonuçlarına göre ticari hidroksiapaptit (THA) tozları, sentezlenmiş hidroksiapatit (SHA) tozlarından daha yüksek sitotoksisite göstermiştir (p<0,01). Kompozit malzemelerin in vitro biyouyumluluğu değerlendirildiğinde LED ışık kaynağı kullanılarak sertleştirilmiş malzemelerin halojen ışık kaynağına göre genel olarak daha yüksek değerler gösterdiği belirlenmiştir. Kompozit malzemelerin in vitro biyouyumluluk değerleri rezin modifiye cam iyonomer simanlardan oldukça yüksek bulunmuştur. Yüksek sitotoksisiteye sahip rezin modifiye cam iyonomer simanlara %4 oranında sentezlenmiş hidroksiapatit (SHA) tozu ilavesi biyouyumluluklarını önemli miktarda iyileştirmektedir. Sertleştirme sistemleri kıyaslandığında ise dual kür sistmeler ışıkla kür sistemlere göre daha biyouyumludur. Bu sonuçlara göre kompozit restoratifler içinde en iyi biyouyumluğa sahip malzeme Rely X Arc, rezin modifiye cam iyonomer (RM-GIC) simanlar içinde ise Photac Fil Quick olmuştur.

Şap hastalığı virüsünün VP1 kapsid proteininin antijenik özellikli 40-60 amino asid dizili peptidinin polianyonlarla konjugasyonu

Biyolojik uyumlu bir sentetik polimer ve fonksiyonunun nizamlanması amaçlanan biyomolekül içeren makromolekül kompleksleri-Biyopolimer sistemler, korunmuş ilaçlar, yapay aşılar, tanı kitleri vb. biyoteknolojik ürünler gibi geniş bir ölçüde uygulama alanı bulmaktadırlar.Bu tez çalışmamızda Şap hastalığı Virüsünün VP1 kapsid proteininin antijenik özellikli 40-60 amino asid dizili sentetik peptid antijeni kendiliğinden adjuvant etkisi olan Polielektrolit taşıyıcısına bağlanarak biyopolimer sistem, yani biyokonjugat geliştirilmiş ve yapı özellikleri incelenmiştir.Biyokonjugatın sentezi, polimerin (PAA) karbodiimid varlığında aktifleştirilerek peptide bağlanması ile gerçekleştirilmiş, yapı ve karekterizasyonu çeşitli fizikokimyasal yöntemler (HPLC, FTIR, 4 Dedektörlü Viskotek Sistemi-Ultra-viole Visible, Işık Saçılması ve Viskozite- Flouresans Spektroskopisi) uygulanarak polimerin sentetik peptidle bağlanma mekanizması, biyokonjugat partiküllerin yapısı ve reaksiyon şartlarına bağlı olarak yapı çevrilmeleri incelenmiştir.Sentezlenmiş biyokonjugat Biyo-Rad kolonundan geçirilerek saflaştırılmıştır. Ürünün saflığı FTIR analizleri ile takip edilmiştir.Bu konjugatın immünojenik özellikleri ELISA yöntemi ile incelenmiştir.Anahtar kelimeler: Polielektrolit, Biyopolimer sistemler, İmmünojen, Polimer-Peptid konjugatı, Şap hastalığı virüsü (Foot-and-mouth Disease)

Polimerlerin toksisitesinin incelenmesinde yeni kültür modelinin geliştirilmesi

Tıbbın çeşitli alanlarında kullanılan polimerlerin klinik öncesi, toksisite ve biyouyumluluğu in vivo ve in vitro kültür modellerinde tayin edilmektedir. Mevcut hücre kültürleri polimerlerin bu özelliklerinin tayin edilmesinde her zaman yüksek duyarlılık göstermediği gibi, pahalı, yapılması zor ve zaman alıcıdır.Bu sebeple bu çalışmanın amacı, polimerlerin toksisitesi, biyouyumluluğu ve ayrıca organizmada bulunması muhtemel enfeksiyon ajanları ile (protozoan) etkileşimi hakkında bilgi verebilecek daha duyarlı, hızlı, ekonomik ve yapılması daha kolay yeni bir kültür modeli geliştirmek olmuştur.Deneyler, insan meme kanser hücresi (MCF7), fare fibroblast hücresi (L-929) ve yeni önerilen Leishmania promastigot kültürü (Ep39) üzerinde yapıldı. Farklı molekül ağırlıklarındaki ve konsantrasyonlardaki poliakrilik asit (PAA) ve polietilen glikol (PEG) kullanıldı. Hücrelerin morfolojik özellikleri mikroskopik olarak, canlılıkları ise 3-(4,5-dimethylthiazol-2-yl)-2,5-diphenyltetrazolium bromide (MTT) yöntemi ile incelendi. Sonuçların istatistiki değerlendirilmesi SPSS programı ile (student's t-test) yapıldı.Sonuçlar PAA'nın toksik ve PEG'in non-toksik etkisinin yeni kültür modelinde, klasik kültür modelleri olan MCF7 ve L929'dan istatistiki olarak farklı olmadığını gösterdi. Farklı polimerlerin değişik konsantrasyonlarının kültürde promastigot hareketliliğine olan etkisinin incelenmesi, polimerlerin toksisitesinin çok kısa sürede (bir kaç saat) tayinine olanak sağladı.Aynı zamanda bu yeni kültür modelinde, vücutta bulunması muhtemel protozoa enfeksiyonları ile polimer etkileşimi sonrası, enfeksiyöz ajanlarda oluşabilecek değişimlerin incelenmesi gösterdi ki; PAA ile 48 saat inkübasyon Ep39 hücrelerinde MCF7 ve L-929 gibi toksik etki oluşurken, inkübasyon süresi artırıldığında, Ep39 hücrelerinin canlılığını oldukça arttırdığı tespit edildi (p<0,05).Bu çalışmada ilk kez olarak; tek hücreli, hareketli, ökaryotik ve kültürü oldukça kolay yapılan Leishmania protozoanlarının, toksik ve non-toksik gruptan olan polimerlerin toksisitesinin incelenmesinde kullanımının uygun olduğu, önerilen yeni kültür modelinin polimerlerin toksisitesininin birkaç saatte incelenmesine imkan sağladığı, ayrıca polimer toksisitesinin tayin edilmesinde kullanılan klasik kültür modellerinden farklı olarak yeni kültür modeli kullanılarak vücutta polimerler ile enfeksiyon ajanlarının (protozoa) etkileşiminin önceden tayin edebileceği gösterildi.

Yüzeyde zenginleştirilmiş raman saçılmasına dayalı mikroorganizma tanısı için yeni nanoyapılı yüzeylerin geliştirilmesi

Yüzeyde zenginleştirilmiş Raman saçılması (YZRS), moleküllerin kimyasal parmak izlerini almayı sağlayan çok güçlü bir tekniktir. Bu teknik mikroorganizmaların hızlı, doğru tanısı ve karakterizasyonu için kullanılabilir. Ancak, bakteriler gümüş veya altın süspansiyonları ile karıştırıldığında tekrarlanabilen YZRS spektrumları elde edebilmek, bir mikroorganizmanın tanısı için engeldir. Bakteri örneği ile gümüş veya altın nanoparçacıklar karıştırıldığında nanoparçacıklar bakterilerin hücre duvarları ile bakterilerin ve nanoparçacıkların yüzey yüklerine bağlı olarak rastgele etkileşirler. Kuvvetli YZRS deneyi için nanoparçacıklar ile bakteri hücreleri yakın temasta olmak zorunda olduklarından çok sayıda nanoparçacık, bakterilerin hücre duvarları ile temas ettirilerek YZRS spektrumlarının niteliği ve tekrarlanabilirliği iyileştirilebilir. Bu çalışmada, tüm mikroorganizmaların hızlı tanısı amacıyla YZRS tekniğini kullanılabilir duruma getirmek için çaba sarfedilmiştir. Bu yüzden ?İletim Derleme Metodu? ile gümüş ve altın nanoparçacıklardan mikrometre boyutunda çukurcuklar yapılmış; bakteriler ile mikro-çukurcukların boyut ilişkisi, bakterilerin derişimi ve yüzeyde oluşan çukurcukların sayısı araştırılmıştır. İletim Derleme Metodu' ile yapılan altın veya gümüş nanoparçacıklardan oluşan yüzeyler üç boyutlu olmuştur. Bu nedenle model olarak kullanılan bakterilerin hücre duvarları ile temas noktaları artarak Raman saçılmasında zenginleşme sağlanmıştır. Model olarak Escherichia coli ve Staphylococcus cohnii sırasıyla, gram negatif ve çomak şeklinde olmasından, gram pozitif ve kok şeklinde olması özelliklerinden seçilmiştir İki model bakteri Escherichia coli ve Staphylococcus cohnii'nin YZRS spektrumları, basit karıştırma yöntemi ile hazırlanıp aynı bakteri örneğinden alınan spektrumlarının karşılaştırılması yapılmıştır. Elde edilen sonuçlar, bakterilerin içinde bulunduğu mikro-çukurcuk yapılarından alınan YZRS spektrumlarının yüksek tekrarlanabilirliği ve daha detaylı bilgi alındığından dolayı elde edilen yüzeylerin bakteri tanısı için kullanılabileceğini göstermektedir.

Katman-katman bir araya gelme yöntemi ile antibakteriyel ince film tabakalarının hazırlanması

1990'lı yılların sonlarına doğru Decher'in geliştirmiş olduğu katman-katman bir araya gelme yöntemi, biyoloji ve tıp alanlarındaki uygulamalarda ince film tabakaları hazırlama yöntemlerine alternatif olarak geliştirilmiş bir yöntemdir.Bu çalışmada, daha evvel katman-katman bir araya gelme yönteminde polimer/polimer uygulamasında polimer yerine protein/nanoparçacık uygulaması ile çalışma yapıldı.İlk olarak protamin sülfat ve poli-L-lizin biyomolekülleri ile altın ve gümüş nanoparçacıkların dört farklı kombinasyonda katmanlar elde edildi. Görüntüler ve yüzeyde tutunan nanoparçacıklar için taramalı elektron mikroskobu ile atomik kuvvet mikroskobunda görüntüler alındı.Daha sonra, elde edilen yüzeylere gümüş iyonları hapsedilerek yüzeylerin antibakteriyel özellikleri incelendi. Dört kombinasyon için her birinin arasına AgNO3 çözeltisi kullanılarak gümüş iyonlarınca zengin bir yüzey elde edildi. Bu yüzeyler için nutrient agar besi yeri ortamında gram negatif ve gram pozitif iki temsili bakteri ile antibakteriyel özellik denemesi yapıldı ve olumlu sonuçlar elde edildi.Bu yöntem ile hazırlanan yüzeylerin biyomedikal uygulamalarda kullanılabileceği düşünülmektedir.

Poliamidaminlerin bakır kompleksleri ve proteinlerle etkileşimleri

ÖZETMetilenbisakrilamid ve piperazin monomerleri ile iki farklı bileşenden oluşan MBA-PPkopolimeri; ilk iki monomere alilamin eklenmesi ile üç bileşenden oluşan MBA-PP-AAkopolimeri zincir polimerizasyonu mekanizmasına göre sentezlenmiştir.Sentezlenen MBA-PP ve MBA-PP-AA kopolimerlerinin özellikleri farklı fizikokimyasalyöntemlerle incelenmiştir. Dört dedektörlü SEC sistemi olan Viscotek ve IRincelemelerinden; IR ile bağ karakterleri aydınlatılarak kopolimer yapısı doğrulanmıştır. Dörtdedektörlü Viscotek sisteminde; UV dedektörü ile kopolimerlerin yapısı, RI ve ışık saçınımıdedektörleri ile kopolimerlerin su ortamında kapladıkları hacim(Rh) ve molekül ağırlığı,viskozite dedektörü ile ise kopolimer moleküllerinin su ortamındaki şekli ve molekül ağırlığıhakkında bilgiler elde edilmiştir.Böylelikle bu çalışma ile ilk defa olarak sentezlenmişMBA-PP ve MBA-PP-AA kopolimerlerinin molekül ağırlığı belirlenmiş ve yapılarıaydınlatılmıştır.İkinci aşamada, MBA-PP ve MBA-PP-AA kopolimerlerinin bakır ile kopolimer-metalkompleksleri dört farklı bakır kopolimer oranında sentezlendi ve yapılarının aydınlatılmasıiçin IR ve AAS ölçümleri gerçekleştirildi. IR ile bağlarda oluşan değişimler, AAS ile isekopolimer-bakır komplekslerindeki bakır miktarı belirlendi.Üçüncü aşamada kopolimer-bakır komplekslerinin sığır serum albumini(BSA) ile kopolimer-Cu2+-BSA üçlü kompleksleri sentezlendi. MBA-PP ve MBA-PP-AA kopolimerlerinin bakırınfarklı mol oranlarında proteinlerle etkileşimleri iki farklı pH'da (4.5 ve7) UV, floresansspekroskopisi ve jel elektroforezi yöntemleri ile araştırıldı.Bu çalışmada yeni türde biyomedikal preperatların geliştirilmesi için önemli bilgiler eldeedilmiştir.Anahtar Kelimeler : Kopolimer, kopolimer-metal kompleksi, kopolimer-metal-proteinkompleksleri, BSA

Codium sp. ekstraktinin lipozomal formülasyonlarinin antioksidan ve antibakteriyel özelliklerinin araştırılması

Son yıllarda makroalgler, birçok kronik hastalığın riskini azaltabilen ve hatta yaşam süresini uzatmaya yardımcı olabilen çeşitli sağlığı teşvik edici özelliklerinden dolayı giderek daha fazla ilgi kazanmıştır. Codium (Bryopsidales), Codiaceae familyasına ait bir denizel yeşil makroalg cinsidir. Codium cinsinde bulunan biyoaktif bileşikler ve polisakkaritler, immün sistemi uyarıcı, antiinflamatuar, antikoagülan, antioksidan, anti-obezite, antiviral ve antikanser dahil olmak üzere farklı farmakolojik etkilere sahiptir. Lipozomlar, kolesterolden ve doğal, toksik olmayan fosfolipitlerden oluşturulabilen, küresel şekilli küçük yapay veziküllerdir. Biyouyumluluğun yanı sıra, boyutlar, hidrofobik ve hidrofilik karakterleri nedeniyle ilaç salınımı için tercih edilen sistemlerdir. Lipozomların biyobozunur ve biyouyumlu olma özelliğinin yanı sıra kapsüllenen maddeyi istenilen zamanda toksik etkiyi minimize ederken salabilmesi, tercih edilmelerinin en önemli sebeplerindendir. Bu tez çalışmasında Codium cinsinin Marmara ve Ege denizlerinden toplanan örneklerinin hem ekstrakt hem ekstrakt lipozom formülasyonlarının, antibakteriyel ve antioksidan özellikleri araştırılmıştır. İki farklı yöntem ile ekstrakte edilen Codium sp. Marmara ve Ege örnekleri, 40°C sıcaklıkta ve oda sıcaklığında etanol ile inkübe edilmiştir. Codium sp. örneklerinin antibakteriyel etkisinin belirlenmesinde disk difüzyon yöntemi ile minimum inhibitör konsantrasyon (MİK) yöntemi kullanılmıştır. MİK testinin ardından, minimum bakterisidal konsantrasyon (MBK) ölçümü yapılmıştır. Disk difüzyon testi sonuçlarına göre Codium sp. her iki örnekte de 8 mm çapta antibakteriyel özellik göstermektedir. Codium sp. örneklerinin her ikisine de DPPH radikal süpürme aktivitesi tayini, total fenolik içerik tayini (TPC) ve enkapsülasyon verimliliği testi yapılmıştır. Ekstraktlardan hazırlanan 100-200-400-800 g/mL konsantrasyonlarındaki solüsyonlar TPC miktarının belirlenmesini sağlamıştır. Sonuçlara göre, iki ekstraktında her konsantrasyondaki TPC sonuçları kıyaslanmış, Ege'ye ait örnekteki TPC miktarı Marmara örneğine kıyasla daha yüksek bulunmuştur. Codium sp. Marmara ve Ege ekstraktlarının enkapsülasyon verimliliği sırasıyla %67,56 ve %76,92 olarak hesaplanmıştır. DPPH analizinde öncelikle renk değişimi beklendiği için, Codium sp. Marmara ve Ege örneklerinde renk değişimi incelenmiştir. Marmara ve Ege ekstraktlarının EC50 değerleri sırasıyla 429,21μg/mL ve 834,29 μg/mL olarak hesaplanmıştır. Bu tez çalışmasının sonuçlarına göre; lipozom ile formüle edilecek az miktarda ekstrakt antimikrobiyel etki için yeterli olmaktadır. Ayrıca, lipozom formülasyonu ve ekstrakt kıyaslandığında, formülasyonun ekstraktın antioksidan aktivitesinde herhangi bir kayba sebebiyet vermediği görülmüştür.

Arı sütü ve kestane balı karışımının antioksidan, antimikrobiyal, sitotoksik, genotoksik ve antigenotoksik etkilerinin araştırılması

Arı ürünleri çok eski zamanlardan beri hem geleneksel hem de modern tıpta kullanılmaktadır. Bal, arı sütü, propolis, arı ekmeği, balmumu ve arı zehrinden oluşan bu ürünlerin antioksidan, antitümör, antiinflamatuar, antimikrobiyal, yara iyileştirme gibi birçok özellikler gösterdiği yapılan çalışmalarda kanıtlanmaktadır. Son zamanlarda araştırmacılar arı ürünlerinden maksimum verim almak için karışım halinde kullanarak çalışmalar yapmaktadır. Bu tez çalışmasında arı sütü ve kestane balı karışım halinde kullanılmıştır. 1:5 oranında hazırlanan karışımın antioksidan ve antimikrobiyal aktivitesi; BEAS-2B (sağlıklı epitelyal akciğer hücresi) ve A549 (kanser hücresi) üzerinde sitotoksik, genotoksik ve antigenotoksik etkileri belirlenmiştir. Bu çalışma, Bursa bölgesinden temin edilen kestane balı ve arı sütü kullanılarak yapılmıştır. Yapılan çalışma sonucunda karışımın toplam fenolik miktarı (TPC) 74±3,86 mg GAE/100 g, FRAP ve ABTS antioksidan aktivite değerleri ise sırasıyla 381,9±23,55 µM TE /100 g ve 506±4,38 µM TE/100 g olarak belirlenmiştir. Test mikroorganizmaları olarak Gram (+), Gram (–) bakteriler ile maya ve küflerin kullanıldığı bu çalışmada, antimikrobiyal aktivitenin belirlenmesinde agar kuyucuk ve mikrodilüsyon yöntemi kullanılmıştır. Minumum Bakterisidal Konsatrasyonu (MBK) değerlerine bakıldığında; S. aureus'un en yüksek değere (%15 mL/mL) sahip olup en dirençli bakteri olduğu; S. epidermis ve L. monocytogenes'in ise en düşük MBK değeri ile (%5 mL/mL) karışıma en duyarlı bakteriler olduğu belirlenmiştir. Ayrıca, karışımın mayalar üzerinde küflerden daha iyi antifungal aktiviteye sahip olduğu belirlenmiştir. BEAS-2B ve A549 hücreleri üzerinde yapılan MTT ve NKA sitotoksisite test sonuçlarına göre karışımın iki hücre hattı üzerinde de sitotoksik bir etki göstermediği sonucuna varılmıştır. Comet testi kullanılarak yapılan genotoksisite sonuçlarına göre karışımın A549 ve BEAS-2B hücreleri için yalnızca %10 konsantrasyonunda muamelesiz kontrol grubuna kıyasla genotoksik etki gösterdiği belirlenmiştir. H2O2 ile DNA hasarına uğratılan BEAS-2B ve A549 hücreleri karışım ile muamele edilerek antigenotoksik etkisi değerlendirilmiştir. Comet testi sonuçlarına göre karışımın BEAS-2B hücrelerinde %1, %5 ve %25 konsantrasyonlarında DNA hasarını onarırken; A549 hücrelerinde yalnızca %1 konsantrasyonunda DNA hasarını onardığı belirlenmiştir. Elde edilen sonuçlar, arı sütü-kestane balı karışımının güçlü biyolojik aktiviteye sahip olduğunu göstermektedir.

Lipozomal juglon formülasyonu geliştirilmesi ve domates patojenleri üzerine antibakteriyel aktivitesinin belirlenmesi

Bitki temelli doğal antibakteriyel ajanlar, ilaca dirençli suşları kontrol etmede etkin rol oynamaktadır. Bu aktiflerden biri olan juglon, bitki hastalıklarının mücadelesinde kullanılmak üzere, güçlü antimikrobiyal özelliklere ve geniş uygulama alanlarına sahip bir molekül olarak öne çıkmaktadır. Suda çözünmemesi, kolay oksidasyonu ve zayıf biyoyararlanımı gibi dezavantajlarının bulunması ise endüstride kullanımını sınırlamaktadır. Juglonun dağıtımı için lipozom gibi nano-taşıyıcıların kullanılması, bu kısıtlamaların üstesinden gelebilecek bir stratejidir. Hidrofobik maddelerin lipozomal enkapsülasyonunda karşılaşılan problemlerin üstesinden gelmek için araştırmacılar siklodekstrinleri lipozomal ilaç formülasyonlarına dahil ederek özelliklerini iyileştirmektedir. Bu tez kapsamında; üretilen juglon/β-siklodekstrin inklüzyon kompleksinin, literatürde ilk kez lipozomlara enkapsülasyonunun çalışılması amaçlanmıştır. Kompleksin inklüzyon oranı, yükleme kapasitesi ve reaksiyon verimi incelenmiş, formülasyonun enkapsülasyon etkinliği, boyut, polidispersite indeksi (PDI), ve zeta potansiyeli belirlenmiştir. Formülasyonların fizikokimyasal karakterizasyonu için Fourier dönüşümlü kızılötesi spektroskopisi (FT-IR), morfolojik karakterizasyonu için taramalı elektron mikroskobu (SEM) kullanılmıştır. Juglon salımı diyaliz yöntemi ile in vitro incelenmiştir. Pseudomonas syringae pv. tomato (SH-1), Xanthomonas euvesicatoria (SH-2) ve Clavibacter michiganensis subsp. michiganensis (SH-3) bakteri suşları üzerinde agar disk difüzyon ve mikrodilüsyon yöntemleri kullanılarak antibakteriyel aktiviteleri in vitro incelenmiştir. Antibakteriyel aktivitenin görüldüğü konsantrasyon belirlendiğinde bu konsantrasyon baz alınarak uygulanan formülasyonların domates tohum çimlenmesi üzerine etkisi 14 gün boyunca gözlemlenmiştir. Hazırlanan inklüzyon komplekslerinin inklüzyon oranı %79,3, yükleme kapasitesi %11,8 ve reaksiyon verimi %89,4 olarak, juglon/β-siklodekstrin lipozomal formülasyonunun enkapsülasyon etkinliği %72,88, boyutu 106,1 ± 0,5 nm, PDI değeri 0,247 ± 0,012 ve zeta potansiyeli -49,2 ± 1,36 mV olarak ölçülmüştür. FTIR sonuçları juglonun çoğunlukla -CD kavitesinde olduğunu ve lipozomal enkapsülasyonun da başarılı olduğunu göstermektedir. SEM sonuçları yüzeyleri düz, düzgün bir boyut dağılımda, yuvarlak partiküllerin oluşturulduğunu doğrulamıştır. Salım çalışması lipozomlardan juglon salımının bifazik salım profilinde olduğunu ve kümülatif salımın 72 saatte %46,73 olduğunu göstermiştir. Agar disk difüzyon testine göre J/-CD/L formülasyonu Pst üzerine 9 mm, Xeu üzerine 10,6 mm ve Cmm üzerine 8 mm inhibisyon zonu göstermiştir. J/β-CD/L'nin SH-1, SH-2 ve SH-3 üzerindeki MİK değerleri sırasıyla 68,93 µg/mL, 34,47 µg/mL ve 68,93 µg/mL olarak, MBK değerleri ise 68,93 µg/mL, 68,93 µg/mL ve 137,87µg/mL olarak hesaplanmıştır. J/β-CD/L'nin kontrollü salım yapması nedeniyle test edilen her üç patojen bakteri türü için de serbest juglona göre antibakteriyel aktivitesinin 2 kat fazla olduğu belirlenmiştir. Tohum çimlenme testine göre 14. günün sonunda en çok çimlenen set 73,75 µg/ml serbest juglon içeren; 0,625 mg/mL J/β-CD/L konsantrasyonunda formülasyon ile muamele edilmiş tohumlar olmuş ve çimlenme yüzdesi de %86,67 olarak belirlenmiştir. Sonuç olarak; tez kapsamında geliştirilen juglon/β-CD'in lipozomal enkapsülasyonu hidrofobik bir molekül olan juglonun çözünürlüğünü arttırmış ve maddenin biyoyararlanımını iyileştirmiştir.

Yara takibi için pH-duyarlı bakteriyel selüloz nanofiber yara örtülerinin geliştirilmesi

Bu çalışmada, yara ortamındaki enfeksiyon varlığını tespit etmek amacıyla bakteriyel selüloz tabanlı pH duyarlı, akıllı yara örtülerinin geliştirilmesi amaçlanmıştır. Geliştirilen akıllı yara örtüleri, bakteriyel selülozun nanofiberlerin üstün yara iyileştirme özellikleri ile yara tedavisini desteklerken aynı zamanda enfeksiyon varlığında, yara ortamındaki pH değişimi vasıtasıyla yara takibinin yapılabilmesini sağlar. Bu amaçla, tez kapsamında öncelikle indikatör boya olan fenol kırmızısı modifiye edilmiştir (PR-MA). Sentezlenen PR-MA'nın sulu çözeltilerinin renginin, asidik pH'da sarı renkli iken bazik pH'da kırımızı-mora değiştiği belirlenmiştir. PR-MA'nın kimyasal yapısı ayrıca FTIR ve NMR ile incelenmiştir. Ardından PR-MA, farklı akrilamid miktarları (0,01; 0,05; 0,1 ve 0,4 g) kullanılarak, 3-metakriloksipropil trimetoksisilan ile modifiye edilen BC yüzeyinde polimerize edilmiştir. Geliştirilen BC/PR-MA nanofiber yara örtülerinin kimyasal ve morfolojik özellikleri FTIR ve SEM ölçümleri ile incelenmiştir. BC/PR-MA nanofiber yara örtülerinin farklı pH tamponlarındaki kolorimetrik analizleri sonucunda elde edilen ∆E değerlerinin 12'den büyük olmasıyla, pH duyarlı yara örtülerindeki pH değişiminden kaynaklanan renk değişiminin gözle görülebilir seviyede olduğu belirlenmiştir. BC/PR-MA nanofiber yara örtülerinin pH 5,5 ve pH 8,0'de şişme özellikleri incelenmiş ve şişme kapasitesinin yaklaşık %400-%800 arasında değiştiği bulunmuştur. Elde edilen BC/PR-MA nanofiberin (akrilamid içeriği: 0,01; 0,05; 0,1 ve 0,4 g) su buharı geçirgenlik hızları sırasıyla,1977,5±37,1; 2120,6±303,5; 2188,5±66,2 ve 1651,6±4,5 g/m2/gün olarak bulunmuştur. BC/PR-MA nanofiber yara örtülerinin çekme gerilmesi sırasıyla 42,8- 113,9 MPa aralığında ve çekme uzama değeri %0,08-0,16 olarak belirlenmiştir. Bu sonuçlar doğrultusunda, tez kapsamında geliştirilen pH duyarlı BC temelli nanofiberlerin, yara takibini çıplak gözle, hızlı ve etkin şekilde yapabilecek yara örtüleri olarak yüksek potansiyel sundukları belirlenmiştir.

Anion exchange chromatography method optimization to mAb protein purification

The effects of resins with different ligands and different pH values on human IgG4 protein were investigated by anion exchange chromatography In the first step, a resin screening study with 5 different positively charged ligands from 4 different brands was applied to the largely purified monoclonal antibodies protein using the Protein A capture step. Following this study, the effect of different pH (6-7-8.1) values on an IgG4 protein with an isoelectric point of 6.9 was investigated on a single resin. During the resin screening process, all protein quality analyzes were examined aiming to reach the resin with the most compatible ligand. According to the studies on the effect of pH values on monoclonal antibody protein, when the pH value was higher than 6.9 different fragments of the protein were removed, and it had a direct effect on the protein charge variant. When the protein pH value was studied equal or below to the isoelectric point value with the anion exchange chromatography flow through method was determined that protein recovery was at the maximum value of %92-%98.

Assessment of prime editing in grapevine protoplasts

Grapevine is one of the most culturally and economically significant plants cultivated over a vast area both in our country and around the world. In grapevine cultivation, the powdery mildew disease caused by the fungus Uncinula necator leads to significant yield loss and economic damage. With the increasing world population and climate change, it is predicted that traditional plant breeding methods will be insufficient for growing agricultural products needed for human nutrition. Therefore, the use of genome editing tools like CRISPR, which can make targeted changes in the genome using nucleases without incorporating transgenes, is becoming increasingly important in agricultural production as an alternative to classical breeding techniques. Genome editing studies in plants are progressing rapidly with prime editing, a new adaptation of the CRISPR-Cas9 system, and the dual-epegRNA approach, which allows for more successful results in plants. The longest and most expensive step in genome editing studies in plants is plant tissue culture applications. Therefore, testing and verifying genome editing components in plant protoplasts is of great importance. In this thesis, DNA constructs obtained using prime editing and the dual-epegRNA approach, targeting pLL3 and pLL13, pectate lyase-like genes, and the PDS gene related to resistance to powdery mildew disease, were tested in Chardonnay protoplasts, and their editing efficiencies were compared. Within the scope of the thesis, the highest protoplast yield of 75x106/g leaf was obtained using the optimized protoplast isolation protocol from Chardonnay leaves, and protoplast viability was determined to be 91%. Using the optimized PEG-mediated protoplast transformation method, the average transformation efficiency for prime editing constructs was obtained in the range of 20.25%-27.79%. After transformation, protoplast DNAs were analyzed by amplicon sequencing, and the genome editing efficiencies of the constructs obtained within the scope of the study were found to be in the range of 0.16-0.76%. It was confirmed that the genome editing technique used worked successfully in grapevine protoplasts and could achieve the target mutations. The protoplast isolation and transformation protocols optimized within the scope of the study are considered to be an important resource for researchers working in this field. Keywords: Chardonnay, grapevine (V. vinifera L.), pLL genes, prime editing, dual-epeg, protoplast isolation, transient gene expression.

Breast cancer modelling with grape seed flavonoids: A molecular docking, molecular dynamics simulation, and density functional theory study

In this thesis, molecular docking, molecular dynamics simulations (MDS) and density functional theory (DFT) were used to investigate the potential effects of grape seed flavonoids on breast cancer. In this thesis study, four important receptors related to breast cancer were targeted: 7UJM (ER), 1R5K (ER), 4IFI (BRCA1) and 1N0W (BRCA2). These receptors have been selected as important biomolecular targets in the treatment of breast cancer. Molecular docking studies have been conducted to study the interactions of grape seed flavonoids and known anti-cancer drugs with these receptors. In the first stage of the study, the complexes with the lowest binding energy among the receptor-ligand complexes were identified. The results obtained have revealed that grape seed flavonoids show strong interactions with target receptors, compared to some existing drugs. Molecular dynamics simulations were performed to evaluate the stability of the selected ligand-receptor complexes. The simulation results showed that flavonoids form stable complexes with receptors and that these complexes are stable. In addition, the electronic properties of these complexes have been studied in detail using density functional theory (DFT). As a result, this thesis study suggests that grape seed flavonoids can be used as a potential therapeutic agent in the treatment of breast cancer.