Investigation of controlled modifications on glycation tendency of proteins
Tezin Türü: Doktora
Tezin Yürütüldüğü Kurum: Hacettepe Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Gıda Mühendisliği A.B.D., Türkiye
Tezin Onay Tarihi: 2016
Tezin Dili: İngilizce
Öğrenci: HALİSE GÜL AKILLIOĞLU
Asıl Danışman (Eş Danışmanlı Tezler İçin): VURAL GÖKMEN
Açık Arşiv Koleksiyonu: AVESİS Açık Erişim Koleksiyonu
Özet:Protein glikasyonu, yol açtığı olası sağlık sorunları dolayısıyla gıda bilimcileri, hekimler ve diyetisyenlerin oldukça dikkatini çekmektedir. Pek çok kronik ve dejeneratif hastalığın yanı sıra yaşlanma durumu da vücutta gerçekleşen glikasyon reaksiyonlarıyla ilişkilidir. Gıdaların işlenmesi sırasında oluşan ileri glikasyon son-ürünleri (AGEs), bu ürünlerin vücutta birikimine katkı sağlamakta ve dolayısıyla sağlık risklerini arttırmaktadır. Bu nedenle ısıtma sırasındaki glikasyon reaksiyonunun inhibisyonu konusu, gıda bilimi alanındaki araştırmalar için yükselen bir trenddir. Bu doktora tezi, kontrollü modifikasyon uygulamaları ve protein molekülünün glikasyon eğilimi arasındaki ilişkinin incelenmesini amaçlamaktadır. Çalışmanın ilk bölümünde, hidrofobik ve iyonik etkileşimlerin doğal ve yüksek kayma gerilimi uygulanmış kazeinin ısıl işlem görmesi sırasındaki glikasyonu üzerindeki etkileri incelenmiştir. Kazein-epikateşin ve kazein-kalsiyum kompleksleri oluşturulmuş ve 70°C' den 150 °C' ye kadar değişen sıcaklık aralığında, sulu ve kuru reaksiyon ortamında, glukoz ile ısıtılmıştır. Erken ve ileri glikasyon ürünleri olarak sırasıyla N-ε-fruktozlizin (FL)' in asit türevi olan furozin ve karboksimetillizin (CML) analiz edilmiştir. Kazein komplekslerinin sulu sistemde ısıtılması sonucu oluşan CML miktarları, kontrol model sisteme göre önemli ölçüde azalmıştır (p < 0.05). Yüksek kayma gerilimi uygulaması, 70 °C' de kuru reaksiyon ortamında meydana gelen CML miktarında daha fazla azalmaya yol açmıştır. Sonuçlar, kazeinin belirli koşullar altında ısıtılması sırasında gerçekleşen ileri glikasyonu önlemede epikateşin molekülü ve kalsiyum iyonuyla etkileşimin faydalı bir strateji olduğunu göstermektedir. İkinci bölümde, yeşil çay infüzyonu hazırlanmış ve ovalbumin bu infüzyonla alkali koşullarda muamele edilmiştir. Bu sayede polifenollerin okside olup kinon forma dönüşmesi ve oluşan kinonların proteinlerin amin rezidülerine kovalent bağla bağlanması sağlanmıştır. Modifiye edilmiş ovalbumin 90 °C' de, kuru reaksiyon ortamında, glukoz ile ısıtılmıştır. Furozin ve CML konsantrasyonları incelenmiş, interaksiyon mekanizmasının aydınlatılabilmesi için serbest lizin içerikleri ve antioksidan aktivite belirlenmiştir. Sonuçlar, ovalbuminin glukoz ile reaksiyonundan önce, yeşil çay fenolik bileşikleriyle muamele edilmesinin glikasyonu azaltıcı potansiyeli olduğunu göstermektedir. Üçüncü bölümde, Maillard reaksiyonunun erken evresindeki kinetik davranış, tersinir bimoleküler reaksiyon mekanizmasıyla incelenmiştir. Anti-glikasyon ajanlarının inhibitör aktivitesinin değerlendirilmesi için ise enzim inhibisyonu kinetiğine benzer bir analizin uygulanabilir olup olmadığı araştırılmıştır. Farklı oranlarda ovalbumin, glukoz ve anti-glikasyon ajanlarından (tannik asit ya da kalsiyum) oluşan model sistemler, 90 °C' de farklı sürelerde kuru ve sulu reaksiyon ortamında ısıtılmıştır. Kontrol model sisteme göre, kalsiyum iyonu ve tannik asit içeren sistemlerde kuru ısıtma sırasındaki furozin oluşumu önemli derecede azalmıştır (p < 0.05). Kinetik çözümleme ile, kalsiyumun ovalbumin glikasyonunu karışık yarışmasız inhibisyon (mixed type non-competitive) şeklinde, tannik asidin ise yarışmasız inhibisyon (pure non-competitive) şeklinde inhibe ettiği belirlenmiştir. Son bölümde, protein glikasyonunun izlenmesi için bir kütle spektrometrisi tekniği (ESI-Q-TOF) geliştirilmiştir. Cytochrome C, lizozim ve β-kazein kullanılarak 70 °C' de kuru ve sulu reaksiyon koşullarında glukoz ile ısıtılarak elde edilen moleküllerin tanımlanması ve analizi gerçekleştirilmiştir. Glike olmamış proteinlere ait spektrumlarda çoklu yüke sahip dağılım (m/z) gözlenmiştir. Sulu sistemdeki ısıl işlem koşullarında, proteinlerin bir molekül glukoz bağladığı gözlenmiştir. Ancak kuru sistemde gerçekleştirilen ısıtma işlemiyle birden fazla glukoz molekülünün bağlandığı ve bunun sonucunda çoklu glikoformların oluştuğu belirlenmiştir.