Moleküler doking ve farmakokinetik yöntemler ile Sars-CoV-2 ana proteaz 3clpro için potansiyel inhibitörlerin araştırılması
Tezin Türü: Yüksek Lisans
Tezin Yürütüldüğü Kurum: Hacettepe Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Kimya A.B.D., Türkiye
Tezin Onay Tarihi: 2023
Tezin Dili: Türkçe
Öğrenci: NİDA ULULAR
Danışman: Vildan Gürsoy
Açık Arşiv Koleksiyonu: AVESİS Açık Erişim Koleksiyonu
Özet:30 Aralık 2019'da Çin'in Hubei eyaleti, Wuhan şehrinde yeni bir virüs ortaya çıkarak hızla 150'den fazla ülkeye yayıldı [2]. Bilim insanları tarafından bu yeni virüs üzerinde yapılan çalışmalar sonucu, virüsün Sars Cov virüsü genleri ile <%80 nükleotid özdeşliği ve %89,10 nükleotit benzerliği paylaştığını [9] ve sekans çeşitliliğine rağmen ortaya çıktıkları sonucuna varıldı [1]. 12 Şubat'ta Dünya Sağlık Örgütü (DSÖ) tarafından bu yeni virüse şiddetli akut solunum sendromu koronavirüs'ü 2 (Sars-CoV-2) ve buna neden olan hastalığa ise 2019 Koronavirüs Hastalığı (Covid-2019, Covid-19) adı verildi [2]. Koronavirüsler, yüzeylerinde sahip oldukları uzantılar ve içlerinde barındırdıkları genetik materyal (genom) 'ları ile yaklaşık 26-32 kilobaz (kb) aralığında en büyük genom boyutuna sahip [3] küre şeklinde, büyük, tek sarmallı, pozitif duyarlı, yüzeylerinde bir zarf bulunan [4] ve virüs partiküllerinin çapı 60-140 nm aralığında değişen RNA virüsleridir [5]. Sars-CoV-2, segmentsiz, 9860 amino asidi kodlayan, 29.903 (~30.000) nükleotit içeren [21] , zarflı, pozitif duyarlı, tek sarmallı, yüzeylerinde var olan çıkıntılar ve içlerinde barındıkları genetik materyal (genom) 'ları ile 28 kilobaz (~30) genom boyutuna sahip B beta koronavirüs cinsine ait RNA virüsleridir [1]. Sars-CoV-2'nin genomik RNA'sı (gRNA), 14 adet açık okuma çerçevesine (ORF'ler) sahiptir. (-1) ribozomal çerçeve kaydırma mekanizması yolu ile 2 ana ORF (ORF1a ve ORF1b açık okuma çevresi) 2 viral replikaz poliprotein'e (pp1a ve pp1ab) çevrilir.[37] Bu 2 poliprotein toplam genomun üçte ikisini oluşturur [1], [23] ,[24]. Bu poliproteinler de 2 adet önemli viral proteazlar (papain benzeri protez (PL pro ) ve 3 kimotripsin benzeri proteaz(3CL pro )) tarafından yapısal olmayan proteinleri(Nsps1-16) oluşturmak için parçalanır [1],[25].Eğer 3-kimotripsin benzeri proteaz enziminin aktivitesi engellenir ise virüs işlevsiz hale gelecektir. Bu nedenden dolayı, 3-kimotripsin benzeri proteaz (3CL pro ) iyi bir potansiyel hedeftir. Bilim insanları tarafından yoğun çabalar sarf edilmesine rağmen, şu anda sars cov 2 hastalığı tedavisi için herhangi bir spesifik ilaç bulunmamaktadır. Amacımız, ani meydana gelen, spesifik bir ilacı olmayan, insandan insana bulaşarak hızla yayılan, yeni olan COVİD 19 salgınına karşı yapı temelli ilaç tasarım yöntemlerini (doking, sanal ligand taraması) kullanarak in vitro, ön klinik ve klinik çalışmalar sonucunda sars cov 2 hastalığına iyi gelen ilaçlar içindeki etken maddeler ve çeşitli bitkiler içindeki fitokimyasallardan yararlanarak 3-kimotripsin benzeri proteaz enzimi inhibitörleri olabilecek aday bileşiklerin araştırılmasıdır. Çalışmanın ilk aşamasında AutoDock Vina programının validasyonu 7C6S için yapıldı. Hesaplama sonucunda RMSD değeri 1.978 Å olarak bulundu. Bu değer 2 Å 'dan küçük olduğundan dolayı bu programın seçilen sistem için uygun olduğu belirlendi. İkinci aşamada in vitro ve klinik çalışmalar sonucunda COVİD 19 hastalığına iyi gelen ilaçlar (Lumakaftor, Aprepitant, Konivaptan …v.s) içindeki etken maddeler ve 8 adet bitki (Hypericum Perforatum L, Anacardium Occidentale, Camellia Sinensis …v.s) içindeki bazı fitokimyasalların (Hiperisin, Teaflavin, Psödohiperisin, Amentoflavon, Agathisflavon…v.s) 3CL pro enzimi'nin aktif bölgesine bağlanmaları AutoDock Vina programı ile gerçekleştirildi. 2 adet ilaç etken maddesi (Lumakaftor(-9.0 kcal/mol) ve Aprepitant(-8.9 kcal/mol)) ve Hypericum perforatum L (Sarı Kantaron) ve Camellia sinensis (Çay)) bitkileri içindeki 4 adet fitokimyasal (Hiperisin(-9.4 kcal/mol), Psödohiperisin(-9.2 kcal/mol), Amentoflavon(-9.2 kcal/mol), Teaflavin(-9.3 kcal/mol)) en iyi bağlanmayı göstermektedir. Çalışmanın üçüncü aşamasında Molinspiration Cheminformatics Programı aracılığı ile 19 adet bitki fitokimyasalı için Biyolojik Aktivite(Herhangi bir besin maddesinin bir organizmadaki etki derecesi) varlıkları ile Lipinski Kuralı uygunluklarının saptanması sağlanmıştır. Çalışmanın dördüncü aşamasında, AdmetSar 1.0 Programı aracılığı ile 19 adet bitki fitokimyasalı için Admet/Sar (emilim, dağılım, metabolizma, atılım ve toksisite) analizleri yapılmıştır. Çalışmanın son aşamasında ise ZINC15 Veri Tabanı kullanılarak (Lumakaftor(-9.0 kcal/mol) ve Aprepitant(-8.9 kcal/mol)) ilacı etken maddeleri ve Hypericum perforatum L (Sarı Kantaron) (Hiperisin(-9.4 kcal/mol) bitkisinden yola çıkılarak potansiyel ligand olabilecek bileşiklerin sanal ligand taraması yapılmıştır. Bu hesaplamalar sonucu en iyi bağlanma afinitesi gösteren ilk 5 adet bileşiğin sars cov 2 hastalığı için ümit verici aday bileşikler olabilecekleri bulunmuştur. Bu tezde yapılan çalışmalar sonucunda elde edilen veriler 3-kimotripsin benzeri proteaz (3CL pro) için etkili olabilecek yeni aday bileşiklerin tasarımına katkıda bulunacaktır.