N-Benzilpiperidin Türevlerinin Serilerinde ki Yapı

Transkript

N-BENZĠLPĠPERĠDĠN TÜREVLERĠNĠN SERĠLERĠNDE KĠ
YAPI-ASETĠLKOLĠNESTERAZ ĠNHĠBĠTÖR AKTĠVĠTE
ĠLĠġKĠSĠNĠN ELEKTRON TOPOLOJĠK YAKLAġIMI
Murat SARAÇOĞLU
DOKTORA TEZĠ
KĠMYA
GAZĠ ÜNĠVERSĠTESĠ
FEN BĠLĠMLERĠ ENSTĠTÜSÜ
MAYIS 2001
ANKARA
ĠÇĠNDEKĠLER
Sayfa
ÖZET ..................................................................................................................i
ABSTRACT ......................................................................................................ii
TEġEKKÜR .....................................................................................................iii
ÇĠZELGELERĠN LĠSTESĠ ..............................................................................iv
ġEKĠLLERĠN LĠSTESĠ ...................................................................................vi
SĠMGELER VE KISALTMALAR ...................................................................x
1.
GĠRĠġ.......................................................................................................1
1.1.
Alzheimer Hastalığı (AH).......................................................................4
1.1.1. AH‟ nın teĢhisi.........................................................................................6
1.1.2. AH ve istatistikler....................................................................................6
2.
MATERYAL VE METOT......................................................................8
2.1.
Materyal...................................................................................................8
2.2.
Metot........................................................................................................8
2.2.1. Konformasyon analiz iĢlemi....................................................................8
2.2.2. Kuantum kimyası hesaplamaları...........................................................26
2.3.
Elektron Topolojik Metot (ET).............................................................29
2.3.1. QSAR metoduna kısa bir bakıĢ............................................................31
2.3.2. Elektron topolojik yaklaĢımının temel fikirleri....................................40
2.3.3. Algoritma ve bilgisayar uygulamaları...................................................44
2.4.
MOPAC-6 Paket Programının Özellikleri ............................................49
2.6.
Elektron Topolojiyle Ġlgili Literatür Özeti............................................49
3.
MOUSE ASETĠL KOLĠN ESTERAZ (MAChE) ĠNHĠBĠTORLERĠNĠN
YAPI
AKTĠVĠTE
ĠLĠġKĠSĠNĠN
ELEKTRON
TOPOLOJĠK
METOTLA ĠNCELENMESĠ................................................................52
3.1.
Veri Serileri...........................................................................................57
3.2.
N-benzilpiperidin
Türevlerinin
(MAChE,
HAChE,
TcAChE)
Konformasyon Ġncelemesi....................................................................65
3.3.
MAChE Ġnhibitörlerinin Elektron Yapısının Ġncelenmesi....................71
3.3.1. Moleküldeki elektron yoğunluğu dağılımı ve elektronik özellikler .....71
3.3.2. Sınır orbitallerinin analizi......................................................................73
3.4.
TartıĢma ................................................................................................76
3.4.1. MAChE inhibitörlerinin 1. serisi ..........................................................76
3.4.2. HAChE inhibitörlerinin 2. serisi ...........................................................81
3.4.3. TcAChE inhibitörlerinin 3. serisi .........................................................83
3.4.4. Farmakofor özellikle ilgili çalıĢmaların karĢılaĢtırılması .....................87
3.5.1. Sonuçların KarĢılaĢtırılması .................................................................89
4.
HUMAN
ASETĠL
KOLĠN
ESTERAZ
(HAChE)
ĠNHĠBĠTORLERĠNĠN YAPI AKTĠVĠTE ĠLĠġKĠSĠNĠN ELEKTRON
TOPOLOJĠK METOTLA ĠNCELENMESĠ .........................................91
4.1.
Veri Serileri ..........................................................................................94
4.2.
Human Eritrosit (Eritrosit) Asetil Kolin Esteraz‟ ın Konformasyon
Ġncelenmesi ...........................................................................................94
4.3.
HAChE Ġnhibitörlerinin Elektron Yapısının Ġncelenmesi...................104
4.3.1. Moleküldeki elektron yoğunluğu dağılımı ve elektronik özellikler ..105
4.3.2. Sınır orbitallerinin analizi ...................................................................107
4.4.
TartıĢma ..............................................................................................109
4.5.
Sonuçlar ..............................................................................................119
5.
RAT ASETĠL KOLĠN ESTERAZ (RACHE) ĠNHĠBĠTORLERĠNĠN
YAPI
AKTĠVĠTE
ĠLĠġKĠSĠNĠN
ELEKTRON
TOPOLOJĠK
METOTLA ĠNCELENMESĠ .............................................................122
5.1.
Veri Serileri ........................................................................................125
5.2.
Rat Striatum Asetil Kolin Esteraz‟ ın Konformasyon Ġncelemesi .....129
5.3.
Raceh Ġnhibitörlerinin Elektron Yapısının Ġncelenmesi .....................135
5.3.1. Moleküldeki elektron yoğunluğu dağılımı ve elektronik özellikler ...136
5.3.2. Sınır orbitallerinin analizi ...................................................................138
5.4.
TartıĢma ..............................................................................................141
5.5.
Sonuçlar ..............................................................................................148
6.
SONUÇLAR .......................................................................................151
KAYNAKLAR ..............................................................................................152
ÖZGEÇMĠġ ...................................................................................................165
N-BENZĠLPĠPERĠDĠN TÜREVLERĠNĠN SERĠLERĠNDE KĠ
YAPI-ASETĠLKOLĠNESTERAZ ĠNHĠBĠTÖR AKTĠVĠTE
ĠLĠġKĠSĠNĠN ELEKTRON TOPOLOJĠK YAKLAġIMI
(Doktora Tezi)
Murat SARAÇOĞLU
GAZĠ ÜNĠVERSĠTESĠ
FEN BĠLĠMLERĠ ENSTĠTÜSÜ
Mayıs 2001
ÖZET
“Yapı-asetilkolinesteraz (AChE) inhibitör aktivitesi” iliĢkisi, yapı-özellik
iliĢkisini incelemek için yapısal yaklaĢımı dizayn eden Elektron-Topolojik
Metot (ETM) kullanılarak N-benzilpiperidin türevlerinin dört serisi için
yapıldı. Dört farklı seriye ait olan bileĢiklerin biyolojik aktiviteleri, fare, insan,
sıçan ve Torpedo californica AChE üzerinde önceden deneysel olarak
ölçülmüĢtür. Moleküler fragmentin aktif bileĢikler için spesifik özellikleri
(farmakofor özellikler) bu serilerin her biri için bulundu. Benzer yolla, “break
aktivite” (yani, aktif bileĢiklerde olmayan ve inaktif bileĢiklerin tipik
moleküler fragmentleri) ETM uygulanarak hesaplandı. Aktif bileĢiklerin biri
için gerekli Ģartlar formülleĢtirilerek, inceleme altındaki seri bileĢiklerinin
bütünün detaylı bir analizi sonuçlandırıldı. Aktif özelliklerin iliĢkisi
karĢılaĢtırmalı analizi ETM uygulanarak üç farklı AChE için bulundu.
Bilim Kodu
: 404.04.01
Anahtar Kelimeler : Reversible AChE Ġnhibitor, 3D QSAR, ElectronicTopological Metot, Alzheimer Hastalığı
Sayfa Adedi
: 165
Tez Yöneticisi
: Prof.Dr. Melike KABASAKALOĞLU
Prof.Dr. Anatoli DĠMOGLO
ii
ELECTRONIC-TOPOLOGICAL INVESTIGATION OF THE
STRUCTURE – ACETYLCHOLINESTERASE INHIBITOR
ACTIVITY RELATIONSHIP IN THE SERIES OF NBENZYLPIPERIDINE DERIVATIVES
(PhD Thesis)
Murat SARAÇOĞLU
GAZĠ UNIVERSITY
INSTITUTE OF SCIENCE AND TECHNOLOGY
May 2001
ABSTRACT
The “structure - acetylcholinesterase (AChE) inhibitor activity” relationship
study is performed for four series of N-benzylpiperidine derivatives by the
Electronic-Topological Method (ETM) that is a structural approach designed
for the structure-property relationship studies. Biological activities of the
compounds belonging to four different series have been measured on mouse,
human, rat and Torpedo californica AChE. Molecular fragments that are only
specific for active compounds („farmakofor features‟) are found for each of
these series. In a similar way, "breaks of activity" (i.e. molecular fragments
that are typical of inactive compounds and cannot be a part of an active
compound) are calculated by applying the ETM. Requirements necessary for a
compound to be active are formulated; they are the result of a detailed analysis
of all compounds under study. A comparative study of the activity features
found relative to three different AChE is also performed.
Science code : 404.04.01
Key words : Reversible AChE Inhibitors, 3D QSAR, Electronic-Topological
Method, Alzheimer Disease
Pages number: 165
Advisor
: Prof.Dr. Melike KABASAKALOĞLU
Prof.Dr. Anatoli DĠMOGLO
iii
TEġEKKÜR
Doktoram boyunca, beni yönlendiren ve hiç bir desteğini esirgemeyen Sayın
Hocam Prof. Dr. Melike KABASAKALOĞLU ve Prof. Dr. Anatoli
DĠMOGLO‟ na en içten teĢekkürlerimi sunarım.
ÇalıĢmalarımda yardımcı olan Kocaeli Üniversitesi Fen Edebiyat Fakültesi
Öğretim Üyesi Sayın Yrd. Doç. Dr.Fatma KANDEMĠRLĠ‟ ye ve tüm emeği
geçenlere teĢekkür ederim.
Ayrıca beni her konuda destekleyen eĢim ve aileme içten teĢekkürlerimi
sunarım.
iv
ÇĠZELGELERĠN LĠSTESĠ
Sayfa
Çizelge 1.1.
65 YaĢın üzerindeki kiĢilerde hafıza kaybı ve AH
yüzdeleri..............................................................................
Çizelge 2.1.
Ġncelenen bileĢikler ve deneysel inhibitör aktiviteleri (log
/IC50)....................................................................................
Çizelge 3.1.
6
10
N-Benzil piperidin türevleri tarafından MAChE‟nin in
Vitro inhibisyonu ve özellik FÖ-3-I ve AFÖ-3-II‟ nin
gerçekleĢmesi.......................................................................
Çizelge 3.2.
N-Benzil piperidin türevleri tarafından HAChE‟nin in
Vitro
inhibisyonu ve özellik FÖ-3-III ve AFÖ-3-IV‟nin
gerçekleĢmesi.......................................................................
Çizelge 3.3.
60
63
N-Benzil piperidin türevleri tarafından TcAChE‟ nin in
Vitro inhibisyonu ve özellik FÖ-3-V ve AFÖ-3-VI‟ nın
gerçekleĢmesi.......................................................................
64
Çizelge 3.4.
N98 bileĢiği için MMX ve AM1 sonuçları .........................
66
Çizelge 3.5.
N105 bileĢiği için MMX ve AM1 sonuçları. ......................
67
Çizelge 3.6.
N112 bileĢiği için MMX ve AM1 sonuçları .......................
67
Çizelge 3.7.
68
Çizelge 3.8.
Hesaplanan serideki dört örnek molekülün atomları ve
bağları
üzerinde
elektron
dağılımları,
reaksiyon
merkezleri ve dipol momentleri...........................................
Çizelge 3.9.
72
HOMO-LUMO moleküler orbitallerin dalga fonksiyonları
(Moleküler orbitallerin atomik orbital katsayıları 0,2‟den
küçük olanlar alınmamıĢtır) ................................................
Çizelge 4.1.
Çizelge 4.2.
75
Vitro inhibisyonu ................................................................
96
98
v
Çizelge 4.3.
Çizelge 4.4.
N157 bileĢiği için MMX ve AM1 sonuçları ....................... 100
Çizelge 4.5
Çizelge 4.6.
Çizelge 4.7.
Çizelge 4.8.
bağları
üzerinde
elektron
dağılımları,
99
reaksiyon
merkezleri ve dipol momentleri .......................................... 106
Çizelge 4.9.
küçük olanlar alınmamıĢtır) ................................................ 109
Çizelge 4.10.
Vitro inhibisyonu ve özelliklerin gerçekleĢmesi ................ 119
Çizelge 5.1.
N-Benzil piperidin türevleri tarafından RAChE‟ nin in
Vitro inhibisyonu ................................................................ 127
Çizelge 5.2.
Çizelge 5.3.
Çizelge 5.4.
Çizelge 5.5.
Çizelge 5.6.
bağları
üzerinde
elektron
dağılımları,
reaksiyon
merkezleri ve dipol momentleri .......................................... 137
Çizelge 5.7.
küçük olanlar alınmamıĢtır) ................................................ 140
Çizelge 5.8.
N-Benzil piperidin türevleri tarafından RAChE‟nin in
Vitro inhibisyonu ve özelliklerin gerçekleĢmesi ................ 148
vi
ġEKĠLLERĠN LĠSTESĠ
Sayfa
ġekil 2.1.
Ġncelenen bileĢiklerin ortak molekül iskeletleri ..................
22
ġekil 2.2.
Üç boyutlu uygun elektron topolojik matris (TDETMC)....
41
ġekil 2.3.
CNDO/2 hesaplamalarıyla bulunan kısımların bir örnek
üzerinde gösterimi ..............................................................
ġekil 2.4.
45
QSAR problemi için elektron topolojik yaklaĢımın genel
hesaplama Ģeması.................................................................
48
ġekil 3.1.
Ġncelenen bileĢiklerin ortak molekül iskeletleri ..................
58
ġekil 3.2.
N98 bileĢiğinin yapısı .........................................................
66
ġekil 3.3.
N105 bileĢiğinin yapısı .......................................................
67
ġekil 3.4.
67
ġekil 3.5.
68
ġekil 3.6.
N112 bileĢiği için konformasyon enerjisinin 1, 2, 3, 4
dönme açısına bağlı olarak değiĢimi ...................................
ġekil 3.7.
N130 için konformasyon enerjisinin 1, 2, 3, 4 dönme
açısına bağlı olarak değiĢimi ...............................................
ġekil 3.8.
70
N98 (a), N105 (b), N112 (c) ve N130 (d) bileĢiklerinin
sınır moleküler orbitallerin enerjileri ..................................
ġekil 3.9.
69
74
KarĢılaĢtırma bileĢiği N46 için farmakofor özellik 3-I
(FÖ-3-I) ...............................................................................
77
ġekil 3.10. Gösteri aktivitesi (GAF) için bir molekül fragmenti
genellemesi .........................................................................
78
ġekil 3.11. Aktiflik üzerine: a) karbon zincirinin, b) Azot atomundaki
substituentlerin,
c)
Karbonun
karboksi
atomundaki
subtituentlerin etkisi ............................................................
79
ġekil 3.12. KarĢılaĢtırma bileĢiği N76 için anti- farmakofor özellik 3II (AFÖ-3-II) .......................................................................
81
vii
ġekil 3.13. KarĢılaĢtırma bileĢiği N98 için farmakofor özellik 3-III
(FÖ-3-III) ............................................................................
82
ġekil 3.14. KarĢılaĢtırma bileĢiği N105 için anti-farmakofor özellik 3IV (AFÖ-3-IV) .................................................................... 83
ġekil 3.15. KarĢılaĢtırma bileĢiği N112 için farmakofor özellik 3-V
(FÖ-3-V) .............................................................................
84
ġekil 3.16. E2020 (bileĢik N112) ve TcAChE arasındaki büyük
etkileĢim [75] ......................................................................
ġekil 3.17. Karbon
zincirinin
uzatılmasının
TcAChE
85
inhibitör
aktivitesi üzerine etkisi .......................................................
86
ġekil 3.18. KarĢılaĢtırma bileĢiği N130 için anti-farmakofor özellik 3VI (AFÖ-3-VI) ....................................................................
ġekil 3.19
86
FÖ-3-I, FÖ-3-III ve FÖ-3-V özellikleri uzayda temsili
olarak üç farklı bileĢikte (N46, 98, 112) gösterimi .............
87
ġekil 3.20. Oksijen ve fenil halkası arasındaki mesafelerinin farklı
molekül iskeletinde için gösterimi ......................................
88
ġekil 3.21. Potensiyel aktif model bileĢikleri ve onların I. ve II.
iskeletleri .............................................................................
ġekil 4.1.
89
Ġncelenen N-Benzil piperidin türevlerinin ortak molekül
iskeletleri .............................................................................
95
ġekil 4.2.
FÖ-I‟ in karĢılaĢtırma bileĢiği N149 ...................................
98
ġekil 4.3.
99
ġekil 4.4.
N157 bileĢiğinin yapısı ....................................................... 100
ġekil 4.5.
ġekil 4.6.
ġekil 4.7.
N189 bileĢiğin yapısı .......................................................... 102
ġekil 4.8.
dönme açısına bağlı olarak değiĢimi ................................... 103
ġekil 4.9.
viii
dönme açısına bağlı olarak değiĢimi ................................... 104
ġekil 4.10. N149 (a), N150 (b), N164 (c) ve N166 (d) bileĢiklerinin
sınır moleküler orbitallerinin enerjileri ............................... 108
ġekil 4.11. KarĢılaĢtırma bileĢiği N149 için farmakofor özellik 4-I
(FÖ-4-I) ............................................................................... 111
ġekil 4.12. KarĢılaĢtırma bileĢiği N150 için anti-farmakofor özellik 4II (AFÖ-4-II) ....................................................................... 111
ġekil 4.13. KarĢılaĢtırma bileĢiği N157 için farmakofor özellik (FÖ4-III) .................................................................................... 112
ġekil 4.14. KarĢılaĢtırma bileĢiği N164 için anti-farmakofor özellik 4IV (AFÖ-4-IV) .................................................................... 114
ġekil 4.15. KarĢılaĢtırma bileĢiği N176 için anti-farmakofor özellik 4V (AFÖ-4-V) ...................................................................... 115
ġekil 4.16. KarĢılaĢtırma bileĢiği N189 için farmakofor özellik 4-VI
(FÖ-4-VI) ............................................................................ 116
ġekil 4.17. Aktiflik üzerine fenil grubuna bağlı olan substutientlerin
etkisi .................................................................................... 117
ġekil 4.18. Aktiflik üzerine azot atomuna bağlı olan substutientlerin
etkisi .................................................................................... 118
ġekil 4.19. Aktiflik üzerine karbon zincirinin etkisi ............................. 119
ġekil 5.1.
Ġncelenen N-Benzil piperidin türevlerinin ortak molekül
iskeletleri ............................................................................. 126
ġekil 5.2.
ġekil 5.3.
ġekil 5.4.
ġekil 5.5.
ġekil 5.6.
N262 bileĢiği için konformasyon enerjisinin 1, 2, 3,
4, 5 dönme açısına bağlı olarak değiĢimi ....................... 134
ġekil 5.7.
N275 bileĢiği için konformasyon enerjisinin 1, 2, 3,
ix
4, 5 dönme açısına bağlı olarak değiĢimi ....................... 135
ġekil 5.8.
N195 (a), N199 (b), N249 (c) ve N250 (d) bileĢiklerinin
sınır moleküler orbitallerin enerjileri .................................. 139
ġekil 5.9.
KarĢılaĢtırma bileĢiği N269 için farmakofor özellik 5-I
(FÖ-5-I) ............................................................................... 142
ġekil 5.10. KarĢılaĢtırma bileĢiği N275 için farmakofor özellik 5-II
(FÖ-5-II) ............................................................................. 143
ġekil 5.11. KarĢılaĢtırma bileĢiği N224 için anti-farmakofor özellik 5III (AFÖ-5-III) .................................................................... 144
ġekil 5.12. KarĢılaĢtırma bileĢiği N262 için anti-farmakofor özellik
5-IV (AFÖ-5-IV) ................................................................ 146
ġekil 5.13. Aktiflik üzerine fenil grubuna ve azot atomuna bağlı olan
substutientlerin etkisi .......................................................... 146
ġekil 5.14. Karbonil grubundaki  bağı rezonansının gösterimi ........... 147
ġekil 5.15. Fenil grubuna bağlı substutientlerin inhibitör aktivitesi
üzerine etkisi ....................................................................... 147
x
SĠMGELER VE KISALTMALAR
Bu çalıĢmada kullanılmıĢ bazı simgeler ve kısaltmalar açıklamalarıyla birlikte
aĢağıda sunulmuĢtur.
Simgeler
Açıklama
A
Ampirik parametre
ai
Regrasyon katsayısı (EĢ. 2.21)
Ai
Biyolojik aktiflik (EĢ. 2.23)
Å
Angsrom
B
ampirik parametre
c
biyolojik etkiyi veren minimum konsantrasyon (EĢ. 2.21)
c
Sabit (EĢ. 2.23)
C
ampirik parametreler
C3
Sabit (EĢ. 2.32)
Ci
Uygun esneklik katsayısı (EĢ. 2.7)
Ci
Atomik orbitallerin HOMO-LUMO katsayılarını (EĢ. 2.18)
Cmi
Orbital katsayıları
cmr
Uygun r atomlarının AO verimliliğine katılımı (EĢ. 2.25)
cns
Uygun s atomlarının AO verimliliğine katılımı (EĢ. 2.25)
C pq
Cqj
D
Hidrojen bağının ayrıĢma (dissosasyon) enerjisi
Drs
EtkileĢen atomlar arasındaki uzaklık (EĢ. 2.25)

Ortamın geleneksel di elektrik katsayısı (EĢ. 2.25)
e
Elektron yükü
E
Taft sterik parametresi (EĢ. 2.21)
EA
Elektronik enerji
EAB
Bağlanma enerjisi
*
xi

MO‟ u meĢgul eden etmeyen MO enerjisi (EĢ. 2.25)
En

MO‟ meĢgul etmeyen MO enerjisi (EĢ. 2.25)
Ers
Elektronik faktörün serbest enerji katkısı (EĢ. 2.23)
eV
Elektron Volt
Fkm
Fok (fokian) operatörü
Hkm
k ve m orbitallerinin üst üste binme integrallerine eĢittir (EĢ.
Em
2.17)
I
Ġndikatör değiĢkeni
Ii
Ġdeal kimyasal bağ uzunluklarının değerleri, Ki esneklik
katsayısıdır
Ii
Gerçek kimyasal bağ uzunluklarının değerleri,
j
Balaban indisi (EĢ. 2.38)
Ki
Esneklik katsayısı
Lrs
Desolvatasyonun serbest enerji katkısı (EĢ. 2.23)
m
Atom kütlesi (EĢ. 2.10)
m
Atom sayısı (EĢ. 2.12)
N
Moleküldeki elektronların sayısını
n
Atom elektronlarının kendi etrafında dönmesi ile oluĢan
0
valens halleri ile ilgili bir parametre
NA
A atomun da dikkate alınan orbital sayısını
NB
B atomun da dikkate alınan orbital sayısını
ni
Bağların iki kısmındaki karbon atomlarının sayısı (EĢ. 2.36)
nj
Bağların iki kısmındaki karbon atomlarının sayısı (EĢ. 2.36)
No
Valens açılarının sayısı
PAA
Atomun elektron yoğunluğu (EĢ. 2.14)
PAA
A atomunun yoğunluğu (EĢ. 2.16)
PBB
B atomunun yoğunluğu (EĢ. 2.16)
Pkk
k ve m orbitallerinin yoğunluk matrislerini
xii
Pkm
Pmm
PPP
Yoğunluk matrisi (EĢ. 2.14)
Ppq
Yoğunluk matrisi (EĢ. 2.13)
IC50
Deneysel biyolojik aktivite
q0
Fenil oksijenindeki elektronik yoğunluk (EĢ. 2.22)
qr
Alıcıyla karĢılıklı etkileĢen atomlarının net atomik yükleri
(EĢ. 2.25)
Substratla karĢılıklı etkileĢen atomlarının net atomik yükleri
qs
(EĢ. 2.25)
r
Alıcı
r
Van der Waals radyasyonu (EĢ. 2.2)
r
Hidrojen bağının herhangi bir andaki uzunluğu (EĢ.2.6)
r
x, y, z koordinatları (EĢ. 2.11)
R
 ve  çekirdekleri arası uzaklığı (EĢ. 2.17)
r0
Hidrojen bağının denge halindeki uzunluğu
s
Substrat
S 4E
Süper delokalizasyon parametresi (EĢ. 2.34)
S
Yük dağılım matrisi
U
A
kk
Bir elektronlu integral elektronu içeren atom içindeki ve
atom çekirdeği etrafındaki çekim enerjisini
Uo
Potansiyel engelin yüksekliğini karakterize eden ampirik
parametre
V
A
VB
( Z *A
*
Z B )/RAB
ifadesine eĢittir (EĢ. 2.17)
B atomunun k orbitalinde bulunan elektronun çekirdek
çekim integrali (EĢ. 2.16)
Vrs
Sterik faktörlerin serbest enerjiye katkısı (EĢ. 2.23)
Z
Çekirdek yükü
xiii
*
Atomlarının etkin (efektif) yükü (EĢ. 2.16)
ZB
*
Atomlarının etkin (efektif) yükü (EĢ. 2.16)
Z
Atomun  çekirdeğini (EĢ. 2.17)
Z
Atomun  çekirdeğini (EĢ. 2.17)
k
Üç boyutlu Hückel enerji parametresi
α1
Ampirik parametre
1
Ampirik parametre
km
A  B
mn
Rezonans integrali (EĢ. 2.25)
E
Enerji farkı

Ġki yüzlü dönme açısı
r
Yük yoğunluğu (EĢ.2.35)
φ
Atomlar arası dönme

Substituentin hidrophobicity‟ nin katsayısı (EĢ. 2.21)

Substituentlerin elektronik (Hammett) sabiti (EĢ. 2.21)
is
Sabit (EĢ. 2.32)
ZA
0
i
2
0
0
parametrelerinin toplamına eĢittir (EĢ. 2.17)
Koordinatlara
bağlı
ikinci
mertebeden
diferansiyel
operatörlerinin toplamını göstermektedir
i
Molekülün enerjisi
km
ÇakıĢma integrallerinin diferansiyeli
is
Sabit (EĢ. 2.32)
AA
Bir atom içinde değiĢik orbitallerde yer alan iki elektronun
karĢılıklı etkileĢme integralini (EĢ. 2.15)
AB
A atomunun istenilen k orbitalinde bulunan elektronla B
atomunun m orbitalinde bulunan elektronun karĢılıklı
etkileĢme integrali (EĢ. 2.16)
xiv
Kısaltmalar
Açıklama
A
Aktivite
AChE
Asetil kolin esteraz
AH
Alzeimer Hastalığı
AFÖ
Anti-farmakofor özellik
AM1
Austin Model 1
Aricept
Asetil
kolin
esteraz
inhibitörlerine
dayanan
N-
benzilpiperidin‟ in büyük ailesinin bir üyesi
Bkz.
Bakınız
Bzl.
Benzil (C6H5-CH2-)
CNDO/2
Complete Neglect of Differantial Overlap
CoMFA
KarĢılaĢtırmalı molekül alan analizi
DC
Merkez tanımlama, Descriptive Centers
DM
Yoğun matris
Dock
Aktif molekülü reseptörün içine indirmek
EDR
Edrophonium
EĢ.
EĢitlik
ET
Elektron topolojik
ETM
Elektron topolojik metot
ETMC
Uygun elektron-topolojik matris
ET-QSAR
Elektron topolojik nicel yapı-aktivite iliĢkisi
ETSA
Aktiviteye sebep olan elektron-topolojik alt matris
E2020
Asetil
kolin
esteraz
inhibitörlerine
dayanan
benzilpiperidin‟ in büyük ailesinin bir üyesi
FÖ
Farmakofor özellik
GAF
Genelleme aktivite fragmenti
Gorge
Reseptörün aktif merkezinde dar bir geçit, boğaz
Hidrophobicity Suya karĢı
N-
xv
HOMO
En yüksek dolu molekül orbital
HAChE
Human asetil kolin esteraz
Incibation
Biyolojik testlere girmeden önce bakterileri büyütme
zamanı
in vitro
Kobay çalıĢmalarında kullanılan
LA
Özelliği bulunduran aktif bileĢiklerin sayısı
LDA
Özelliği bulunduran düĢük aktiviteli bileĢiklerin sayısı
LİA
Özelliği bulunduran inaktif bileĢiklerin sayısı
LUMO
En düĢük boĢ molekül orbital
MAChE
Mouse Asetil kolin esteraz
MCDC
DC‟ nin bağlantı matrisi
Me
Metil (CH3)
MMX
Konformasyon analiz programı
MNDO
Modified Neglect of Diatomic Overlap
MO
Molekül orbital
Moiety
Kısım
MW
Mol kütlesi
NBPM
N-benzilpiperidin moiety
Oxyanion
Oksijen atomu içeren bir anyon
PA
Aktif bileĢiklerde özelliğin gerçekleĢme olasılığı
PĠA
Ġnaktif bileĢiklerde özelliğin gerçekleĢme olasılığı
PM
Molekül çizim
QSAR
Nicel Yapı-Aktivite ĠliĢkisi
RAChE
Rat Asetil kolin esteraz
RM
Reaksiyon merkezlerini (EĢ. 2.18)
SAR
Yapı Aktivite ĠliĢkisi
SCF-MO-LCAO
Self
Consistent
Field
Molecular
Combination of Atomic Orbital
Tacrine
9-amino-1,2,3,4-tetrahydroaminoacridine
Orbital
Linear
xvi
TAK-147
3-[1-(fenilmetil)-4-piperidinil]-1-(2,3,4,5-tetrahidro-1H-1benzazepin-8-il)-1-propan fumarat
TcAChE
Torpedo californica
TDETMC
Üç boyutlu uygun elektron-topolojik matris
THA
9-amino-1,2,3,4-tetrahydroaminoacridine
TI
Topolojik Ġndis
Trp-86
Torpedo californica‟ nın bir enzimi
Trp-286
Tyr-72
Tyr-124
W
Wiberg indis
3D
Üç boyutlu uzay
BÖLÜM 1
1. GĠRĠġ
Verilen deneysel aktiviteyle yeni bileĢiklerin dizaynı ve kimyasal bileĢiklerin
biyolojik aktivitesinin belirlenmesi modern kimyada önemli bir konudur [1].
Bu problemi çözmek için temel yol: biyolojik olarak aktif moleküllerin kendi
aralarındaki etkileĢmelerinin mikro mekanizmasını ortaya çıkartmaktır. Bu
iĢlemin pratik olarak incelenmesi çok uzun ve zordur. Problemin en iyi ve
kolay çözümü için, aktif mekanizmanın bilinmesi gereklidir. Bunun için;
deneysel aktivite verilerden yola çıkılarak, bütün aktif ve inaktif bileĢikler
birbiriyle karĢılaĢtırılır. Bu Ģekilde, bileĢikler arasındaki benzerlik ve
farklılıklar belirlenmeye çalıĢılır.
Kimyasal bileĢiklerin yapıları ile özellikleri arasındaki iliĢki uzun süreden beri
incelenmektedir. Bu konuda son yıllarda yapılan çalıĢmalarda, molekül yapısı
ve biyolojik aktivitesi arasındaki iliĢki özel bir önem arz etmekte ve ayrı bir
dal oluĢturarak hızla geliĢmektedir. Böyle bir yaklaĢım yaklaĢık 30 yıldan beri
incelenmekte olup, bu alandaki çalıĢmalar “yapı aktivite iliĢkisi” (structureactivity relationship, SAR) [2-4] ve “nicel yapı-aktivite iliĢkisi” (quantitive
SAR, QSAR) baĢlığı altında yayınlanmıĢtır [5,6]. QSAR yaklaĢımlarının tam
olarak geliĢmesi ve etkin sonuçlara ulaĢması, ancak bilgisayarların
kullanımının yaygınlaĢmasıyla mümkün olmuĢ ve bugün için oldukça ileri bir
seviyeye ulaĢmıĢtır.
SAR metotlarının temel eksikliği biyolojik aktiviteyi belirleyen molekül
özelliklerinin tam olarak tanımlanmamasıdır. Özellikle geometrik yapı ve
atomik bileĢim tam olarak tanımlanmasına rağmen, elektronik özellikler
hemen hemen ihmal edilmiĢtir. Oysa elektronik yapı, molekülün biyoalıcı ile
etkileĢiminde en önemli bir molekül özelliğidir. QSAR metotlarında ise
2
elektronik parametrelerde göz önüne alınmasına rağmen, incelenen seri
bileĢiklerinin benzer yapıda olması gerekmektedir.
Biyolojik aktif moleküllerin iç etkileĢim mekanizmasının tam olarak
açıklanması oldukça zordur. QSAR yaklaĢımlarının önemli bir özelliği de,
problemin en zor olan bu kısmını çözmektir. Bir molekül içerisindeki iç
etkileĢmeler bizim için bir kara kutu içinde gerçekleĢen olaylar gibidir.
Moleküle aktivite kazandıran kısım nedir, bu kısımda hangi atomlar
bulunmaktadır, bu atomların yükleri ve aralarındaki mesafeler ne kadardır, bu
kısımdaki her bir atomun aktiviteye katkısı ne kadardır? Bu gibi sorular
QSAR‟ ın cevaplandırmaya çalıĢtığı konulardan bazılarıdır.
Moleküllerin biyolojik aktivitesi ve moleküllerin etkileĢimlerinin nasıl olduğu
detaylı olarak bilinmese bile; bir bileĢik serisi üzerinde daha önceden deneysel
olarak elde edilen aktivite verilerinden yola çıkılarak, birçok hesaplamalar
sonucunda
moleküllerin
teorik
aktiviteleri
hesaplanabilir.
Deneysel
aktivitelerle teorik aktiviteler arasındaki yakınlık derecesi; bize açıklamaya
çalıĢtığımız
molekül
veya
moleküllerin
yapı-aktivite
iliĢkisi
için
öngördüğümüz kısım veya kısımların doğruluk derecesini gösterir.
Biyolojik aktivitenin kesin bir tarif ve tayin metodu yoktur. Moleküllerin
biyolojik aktivite göstermelerine neden olan en önemli özelliklerini belirlemek
için, moleküllerin konformasyonlarının belirlenmesi ve uygun bir Ģekilde tarif
edilmesi, QSAR metodunun amaçlarından biridir.
QSAR metotlarının baĢka bir amacı da, biyolojik aktivite gösteren bir
molekülün karĢıtı olan biyoalıcı ile etkileĢiminin mikro mekanizmasını
belirlemektir. Bu durumun kalitatif olarak bile belirlenmesi oldukça zordur.
Benzer aktivite göstermelerine rağmen, farklı konformasyon yapılarına sahip
moleküllerin aktiflik mekanizmalarının açıklanmasında ve aktif kısımların
3
çıkartılmasında, QSAR metotlarında; pek çok yardımcı bilgisayar programları,
matematiksel teknikler, vektörler, matrisler, grafikler gibi pek çok araç
kullanılmaktadır [5,6].
Yukarıdaki
verilerin
ıĢığında;
moleküllerin
elektronik
ve
geometrik
özelliklerinin belirlenmesiyle, belli bir konformasyona (topolojiye) sahip
moleküllerin biyolojik aktivite de daha etkin rol oynadığı gözlenmiĢtir.
Böylece; molekül konformasyonu birleĢtirilerek tarif edilen yapılar Elektron
Topolojik (ET) Metot olarak bilinen yöntemle açıklanmaya çalıĢılmıĢtır [24,7,8]. Son zamanlarda sadece benzer yapıda bileĢikler serisini inceleyen veya
elektronik yapının rolünü ihmal eden QSAR metotlarının eksikliklerini
gidermek
amacı
ile
Elektron-Topolojik
QSAR
(ET-QSAR)
metodu
geliĢtirilmiĢtir [9-11]. ET-QSAR metodunda; incelenen seri içerisindeki
bileĢiklerin farklı yapıda olabilmesinin yanı sıra hesaplamalar da bileĢiklerin
elektronik özellikleri de dikkate alınmaktadır.
ET metodunun hazırlanmasına QSAR metotlarının incelenmesiyle baĢlanmıĢ,
daha sonra bu konudaki esas algoritmalar tartıĢılmıĢtır. ET Metot (ETM),
deneysel aktiviteleri belli olan bileĢik serilerine uygulanabilirlikte ve biyolojik
aktivitenin açıklanmasında oldukça etkili bir metottur. BileĢiklerin biyolojik
aktiviteleri ile tam bir korelasyon elde etmek için, molekülün hangi tür
özelliklerinin ve bunlardan kaç tanesinin kara kutunun girdisi olarak
kullanılacağı açık değildir.
ET metodu hoĢ kokulu bileĢiklere, enzim inhibitörlerine ve bitki büyümesinde
etkili olan bileĢiklere uygulanan örnekleriyle baĢlamıĢtır [9]. Bu çalıĢmada ET
metodundan faydalanarak toplumun büyük kesimini yakından ilgilendiren
Alzeimer Hastalığı (AH) ile Acetylcholinesterase (asetil kolin esteraz)
inhibitörlerinin etkisi incelenmiĢtir.
4
1.1. Alzheimer Hastalığı (AH)
1906 yılında Alman Nörolojist Alois Alzheimer tarafından bulunan AH [12],
beyindeki sinir hücrelerinin dejenere olması ve beynin küçülmesi sonucu
ortaya çıkan bir hastalıktır. Zamanla hastalığın Ģiddeti artarak, AH hafıza ve
dil gibi beynin kontrol kısımlarını etkilemektedir.
Hafıza kaybının birçok nedeni vardır. Ama en yaygın olanı AH‟ dır. AH
beyindeki sinir hücrelerinin zamanla bozulmasına neden olmakta ve zamanla
beyin kullanılmadıkça, değiĢerek fonksiyonlarını yerine getiremez hale
gelmektedir. Sonunda Alzheimer hastası olan insanlar zamanla düĢünme,
hatırlama, algılama, iĢe baĢlamada isteksizlik, ilgisizlik, randevuları unutma,
aynı soruları devamlı sorma, önceden karar verememe, aĢırı Ģüphecilik, terslik,
hırçınlık ve hatta yakın akrabalarını tanıyamama gibi zihinsel yeteneklerini ve
elbise giyme, yemek piĢirme, araba kullanma gibi günlük fiziksel aktivitelerini
kaybederler [13]. Sonuç olarak; Alzheimer hastaları zamanla kendi kendilerine
bakamaz duruma geleceklerdir. Alzheimer hastalarının çoğu, hastalığın ileriki
aĢamalarında fark edilir derecede kilo kaybederler [14].
AH yaygın olarak 70 yaĢın üzerindeki insanlarda görülmesine karĢılık, azda
olsa 40‟ lı yaĢlarda da bu hastalığa rastlanmaktadır. Ġstatistiklere baktığımız
zaman hastalığın etkilediği insan yüzdesi çok yüksektir (Bkz. Sayfa 6, AH ve
istatistikler). Alzheimer hastası olan insanlar üzerinde yapılan çalıĢmalar
neticesinde,
beyinde
bulunan
asetil
kolin
esteraz
inhibitörünün
yetersizliğinden bu hastalığın ortaya çıktığı bulunmuĢtur [15]. Asetil kolin
esteraz inhibitörlerinin hafıza kaybı baĢta olmak üzere; AH‟ na etkili olduğu
pek
çok
araĢtırmada
belirtilmiĢtir
[16,17].
Asetil
kolin
esteraz
inhibitörlerinden ilki ve en sık kullanılanı tacrine (9-amino-1,2,3,4tetrahydroaminoacridine, THA) olmuĢtur [18,19]. Bu nedenle AH ile asetil
kolin esteraz inhibörleri üzerine çalıĢmalar gün geçtikçe artmaktadır [20-24].
5
AH, toplumun sosyo ekonomik durumuna ve bölgelere bağlı olarak, kadın ve
erkeği aynı oranda etkilemektedir. Bugün için hastalığın kesin nedeni
bilinmemesine karĢılık; kalıtıma [25], bazı genlerin etkilerine [26,27], kalp
hastalıkları ve kolesterole [28], çevremizdeki ve içme sularımızdaki cıva,
alüminyum, demir ve çinkoya [29-32], yüksek manyetik alana [33], yüksek
kan basıncına, Ģeker hastalığına [34], strese [35-37] bağlı olarak artığı
bulunmuĢtur. Bütün bunların yanında yağlı ve enerjili yiyeceklerin AH
artırdığı; balık ve hububat AH‟ nı azalttığı bulunmuĢtur [38]. Sigara içen
kiĢilerde AH riskinin azaldığı bulunmuĢtur [20,39]. Hayvanlar üzerinde
yapılan çalıĢmalarda alüminyumun vücuttaki asetil kolin esteraz miktarını
azalttığı deneysel olarak ispatlanmıĢtır [38]. Bu durumda AH riskinin artması
manasına gelmektedir. Kafa travmalarının AH artırdığı tahmin edilmektedir
[13]. Ġleriki yaĢlarda eğitim düzeyinin düĢük olmasının AH üzerinde risk
faktörü olduğu belirtilmiĢtir [40,41].
Son yıllarda yapılan çalıĢmalar neticesinde, östrojen yedekleme tedavisinin
AH geciktirdiğini veya önlediğini göstermektedir [42]. Benzer Ģekilde;
Hormone Replacement Therapy (HRT) (kadınlarda daha düĢük olan östrojen
hormonunun seviyesini düzenleyen bir tedavi yöntemi) yönteminin bazı
insanlar üzerinde AH‟ na faydalı olduğu bulunmuĢtur [43,44]. Östrojenin
asetil kolin üzerinde biyolojik etkisinin olduğu belirtilmektedir [45,46].
Bazı hastalıkların insanın saç ve göz rengi gibi aileden geçtiği bilinmektedir.
Benzer Ģekilde diğer bazı hastalıklar gibi AH da kalıtsal olarak geçtiği
düĢünülmektedir [47]. Bu oranın % 35-40 arasında olduğu tahmin
edilmektedir [48].
6
1.1.1. AH’ nın teĢhisi
Hastalığın erken belirtileri unutkanlık ve konsantre olamamakla baĢlar.
Hastalık ilerledikçe Alzheimer hastaları olayları, zamanı ve günlük basit iĢleri
yapamaz olurlar. KonuĢma ve anlama yavaĢlığı yaĢlılığa, isimlendirme
güçlüğü de unutkanlığa bağlandığından, baĢlangıçta bir hastalık belirtisi gibi
gelmemektedir. Lisan bozukluğunun AH için geç bir bulgu olduğu
belirtilmektedir [13]. Alzheimer hastası olduğundan Ģüphelenilen kiĢinin
öncelikle fiziksel ve hafıza yetenek testine tabi tutulması ve bunun en az altı
ay boyunca takip edilmesi gereklidir. Hastalığın kesin teĢhisi için, Alzheimer
hastası olduğundan Ģüphelenilen kiĢiye öldükten sonra, beyin hücrelerine
biyopsi
veya
otopsi
yapılması
suretiyle
hastalığın
kesin
teĢhisi
yapılabilmektedir [12,49]. Hastalık erken teĢhis edilirse yavaĢlatma veya
önleme ihtimali vardır [50,51].
1.1.2. AH ve istatistikler
YaĢ önemli bir risk faktörü olarak görülmektedir [52]. Yapılan incelemelerde,
yaĢın artmasıyla AH‟ nın belirgin oranda arttığı ifade edilmektedir. 65-85
yaĢlar arası her beĢ yıllık dilimlerde risk iki katına çıkmaktadır [13]. 1991
yılında Kanada‟ da 65 yaĢın üzerindeki bir milyon kiĢi üzerinde yapılan bir
çalıĢmada, bir milyon kiĢinin dörtte birinden fazlasının AH ve ilgili hafıza
kayıplarından etkilendiği görülmüĢtür (Çizelge 1.1) [12].
Çizelge 1.1. 65 YaĢın üzerindeki kiĢilerde hafıza kaybı ve AH yüzdeleri
65-74
75-84
85 
Hafıza Kaybı
% 2,4
% 11,1
% 34,9
AH
% 1,0
% 6,9
% 26,0
Hasta YaĢı
7
2021 yılına kadar AH ve hafıza kayıplarıyla ilgili hastalıkların oranının iki
katına çıkacağı tahmin edilmektedir [12]. Benzer Ģekilde yapılan bir
çalıĢmada, Amerika BirleĢik Devletleri‟ n de 65 yaĢın üzerindeki nüfusun %
12-15‟ inin AH olduğu ve 2040 yılında bu sayının 9 milyon olacağı tahmin
edilmektedir [13].
Ġstatistiklerin bu denli yüksek olması ve çevremizde Alzeimer hastalarının
bulunması, bizim böyle bir tez konusu seçmemizde etkisi küçümsenmeyecek
kadar önemli olmuĢtur.
BÖLÜM II
2. MATERYAL VE METOT
2.1. Materyal
ÇalıĢmamızda,
molekül çizim (PM) ve konformasyon analiz programı
(MMX), CNDO/2 (Complete Neglect of Differantial Overlap) metodunun
bulunduğu kuantum kimyası programı, Ball and Stick model çizim programı,
Elektron-topolojik (ET) matrisleri oluĢturan bilgisayar programları, MOPAC6 Paket Programı, Pentium 133 MHz ve Pentium-III 733 MHz bilgisayarlar
kullanılmıĢtır.
2.2. Metot
Belirlenen bileĢik serilerinin, ETM‟la yapı-aktivite iliĢkisi incelenirken
yapılan bilgisayar iĢlemleri aĢağıdaki sırayla gerçekleĢtirilmiĢtir:
1- Konformasyon analizi (MMX),
2- Elektronik yapı tayini (CNDO),
3- Uygun elektron-topolojik matrislerinin (ETMC) oluĢturulması,
4- Aktiviteye sebep olan elektron-topolojik alt matrisinin (ETSA) belirlenmesi
53.
2.2.1. Konformasyon analiz iĢlemi
Bu tezde, toplam 281 (bu sayı isteğe göre değiĢebilmektedir) bileĢiğin PM
modelleri çizildi (Çizelge 2.1). Ġncelenen bileĢik sayısı isteğe göre alınmasıyla
birlikte, sayının çok az olması da istenmez. ġekil 2.1‟de, çizelge 2.1‟de
gösterilen moleküllerin iskelet türleri görülmektedir.
Konformasyon analizi ile moleküldeki atomlar arasındaki karĢılıklı etkiler göz
önüne alınarak, mümkün olan geometrik yapılar ve bunlara karĢılık gelen
9
enerjileri hesaplanabilmektedir [54].
Molekülün konformasyon enerjisi;
mekanik model esas alındığında, mümkün olan etkileĢme enerjilerinin (Van
der Waals, dönme, elektrostatik, hidrojen bağı, valens bağı, valens açısı
gerilme enerjileri) toplamıdır [54].
PM modeli ile yapıları çizilen 281 bileĢiğin optimizasyonu aĢağıda anlatıldığı
Ģekilde yapıldı.
Optimizasyon iĢleminde molekülün:
a) Van der Waals etkileĢim enerjisi, Lennard-Jones EĢitlik 2.1 ya da
Buckingham EĢitlik 2.2 olarak bilinen potansiyelle belirlenir [54].
Uw= (-A/r6)+(B/r12)
(2.1)
Uw= (-A/r6)+(Be-Cr)
(2.2)
Burada A,B,C ampirik parametreler ve r Van der Waals yarıçapıdır. Yani
elektron ve çekirdek arasındaki Van der Waals etkileĢiminden ileri gelen
çekim kuvvetine göre oluĢan yarıçaptır. Her iki ifade de; birinci terim
çekmeyi, ikinci terim ise itmeyi karakterize etmektedir.
b) Dönme enerjisi;
Ud 
U0
2
(1  n cos  )
(2.3)
eĢitliği ile hesaplanmıĢtır [54]. Burada Uo potansiyel engelin yüksekliğini
karakterize eden ampirik parametre,  iki yüzlü dönme açısı, n ise atom
elektronlarının kendi etrafında dönmesi ile oluĢan valens halleri ile ilgili bir
parametre, + iĢaretleri ise baĢlangıç konformasyonunun seçilmesi ile ilgilidir.
10
Çizelge 2.1. Ġncelenen bileĢikler ve deneysel inhibitör aktiviteleri (log 1/IC50)
Bil.
No
Ġsk.
Tipi
R1
R2
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
A
A
A
A
A
A
A
A
A
A
A
A
A
A
A
A
A
A
A
A
A
A
A
A
A
A
A
A
A
A
A
C6H5CO
o-CH3 C6H5CO
m-CH3 C6H5CO
p-CH3 C6H5CO
o-NO2 C6H5CO
m-NO2 C6H5CO
p-NO2 C6H5CO
p-OCH3 C6H5CO
p-CHO C6H5CO
p-Cl C6H5CO
p-F C6H5CO
p-CH3CO C6H5CO
p-(PhCH2SO2) C6H5CO
o-piridina CO
m-piridin CO
p-piridin CO
C6H11CO
C6H5CH2
C6H5CO
C6H5CO
C6H5CO
C6H5CO
p-(C6H5CH2SO2) C6H5CO
p-( C6H5CH2SO2) C6H5CO
p-( C6H5CH2SO2) C6H5CO
p-OCH3 C6H5CO
p-F C6H5CO
p-NO2 C6H5CO
p-piridin CO
C6H11CO
CH3CO
H
H
H
H
H
H
H
H
H
H
H
H
H
H
H
H
H
H
CH3
C2H5
C6H5CH2
C6H5
CH3
C2H5
C6H5
C6H5
C6H5
C6H5
C6H5
C6H5
C6H5
a) P ir id in
N
R
X n
Log (1/IC50)
(M)
0,25
0,00
0,33
0,74
0,06
0,64
1,26
1,06
0,92
0,74
1,07
1,29
1,54
0,10
1,16
1,41
-0,20
-1,66
0,77
0,89
0,03
1,46
3,22
3,52
3,22
0,23
1,74
2,27
1,19
-0,97
1,28
11
Çizelge 2.1. (Devam) Ġncelenen bileĢikler ve deneysel inhibitör aktiviteleri
(log 1/IC50)
Bil.
No
Ġsk.
Tipi
R1
R2
32
33
34
35
36
37
38
39
40
41
42
43
44
45
46
47
48
49
50
51
52
53
54
55
56
57
58
59
60
61
62
A
A
A
A
A
A
A
A
B
B
B
B
B
B
B
B
B
B
B
B
B
B
B
B
B
B
B
B
B
B
B
CH3CH2CO
CH3CO
CH3CO
CH3CO
CH3CO
CH3CH2
CH3CO
CH3CO
C6H5CO(CH2)3
B1
B2
B3
B4
5-NO2-B2
5-NH2-B2
5-CH3CONH-B2
5- C6H5CONH-B2
5-CH3O-B2
5- C6H5CH2NHCO-B2
5- C6H5CO-B2
3-NO2-B2
3-NH2-B2
5- C6H5CONH-B2
B5
B6
B7
B8
B9
B10
B11
B12
C6H5
m-OCH3 C6H5
p-OCH3 C6H5
m-F C6H5
p-F C6H5
C6H5
p-piridin
CH3
R
X n Log (1/IC50)
(M)
0,08
1,34
0,15
1,19
0,69
-1,08
0,97
0,18
0,28
1,01
1,52
1,43
-0,48
1,90
2,06
2,55
2,92
2,10
2,66
2,62
2,05
1,96
0,47
1,89
-0,04
0,00
1,77
-0,20
1,64
-0,08
0,10
12
(log 1/IC50)
Bil. Ġsk. R1
No Tipi
63
B
B13
Log (1/IC50)
(M)
2,38
64
B
B14
1,89
65
B
B15
2,35
66
B
B16
0,57
67
C
o-CH3-Bzl
0,11
68
C
m-CH3-Bzl
0,84
69
C
p-CH3-Bzl
-1,61
70
C
o-NO2-Bzl
-1,15
71
C
m-NO2-Bzl
0,43
72
C
p-NO2-Bzl
-0,52
73
C
C6H5CH2CH2
-1,11
74
C
C6H5CH=CHCH2
-1,73
75
C
C6H5CO
-1,72
76
C
H
-1,41
77
C
78
C
C6H11CH2
0,39
79
C
Adamantil-CH2
-1,38
80
C1
p-CH3O-Bzl
0,36
81
C1
p-Cl-Bzl
0,62
82
83
C1
D
CH3
H
-0,83
1,26
84
D
5- CH3
2,11
85
D
5, 6- (CH3)2
2,24
86
D
5-OCH3
2,14
87
D
6-OCH3
2,08
* B zl
R2
C H2
C H2 -
R
X
n
-1,58
13
Çizelge 2.1. (Devam) Ġncelenen bileĢikler ve deneysel inhibitör aktiviteleri (log
1/IC50)
Bil. Ġsk. R1
No Tipi
88 D 7-OCH3
R2
R
X
n
Log (1/IC50)
(M)
2,15
89
D
6-NHCO CH3
2,55
90
D
6-NHCO C6H5
2,03
91
D
6-NHSO2 C6H5
1,85
92
D
93
D
6-NH2
1,70
94
D
6-OH
1,59
95
D
6-Br
1,30
96
D
6-CN
1,00
97
D
6-CONH2
2,06
98
B
B17
3,48
99
B
B18
2,44
100 B
B19
3,24
101 B
B20
3,02
102 B
B21
3,32
103 E
O
(CH2)3
0,05
104 E
O
E-CH=CH
0,68
105 E
O
OCH3
-0,41
106 E
O
NH-CH2
0,49
107 E
O
NH-(CH2)2
0,09
108 E
S
(CH2)2
1,05
109 E
CH=CH
(CH2)2
0,66
110 E
N=CH
(CH2)2
0,47
111 E
NH
(CH2)2
0,92
112 F
6
C H2
N
3,10
O
N
2,24
14
(log 1/IC50)
Bil. Ġsk. R1
No Tipi
113 F
114 F
115 F
116 F
117 F
R2
C H2
N
C H2
N
( C H2)3
( C H 2 - HC) 2
X
n
Log (1/IC50)
(M)
0,32
1,03
N
C H2 - C H2
R
N
3,05
2,82
N
N
2,52
118 G
CH2(2-CH3-C6H5)
2,00
119 G
CH2(3-F-C6H5)
3,00
120 G
CH2(3-CH3-C6H5)
2,70
121 G
CH2(3-NO2-C6H5)
2,40
122 G
CH2(3-OCH3-C6H5)
0,66
123 G
CH2(4-OH-C6H5)
2,74
124 G
CH2(4-F-C6H5)
2,02
125 G
CH2(4-CH3-C6H5)
1,40
126 G
CH2(4-NO2-C6H5)
1,00
127 G
CH2(2-F-C6H5)
2,02
128 G
CH2(2-OCH3-C6H5)
1,10
129 G
CH2(2-NO2-C6H5)
0,80
130 G
CO-C6H5
-1,00
131 G
H
-0,73
132 G
CH2-C6H11
2,05
15
(log 1/IC50)
Bil. Ġsk. R1
No Tipi
n
Log (1/IC50)
(M)
0,74
134 H
2
6,16
135 H
3
5,42
136 H
4
4,68
137 H
5
5,12
138 H
6
6,03
139 H
7
6,42
140 H
8
7,10
141 H
9
7,22
133 G
R2
R
X
CH2-CH2- C6H5
142 H1
6,54
143 H2
7,52
144 I
CH3
2-CH3
7,99
145 I
CH3
H
7,62
146 I
CH3
4-CH3
6,86
147 I
CH3
2,4-(CH3)2
7,87
148 I
CH3
2,4,6-(CH3)3
5,89
149 I
CH3
2-C2H5
8,01
150 I
CH3
2,6-(C2H5)2,4-CH3
5,83
151 I
CH3
2-i-C3H7
7,81
152 I
CH3
4-i-C3H7
6,12
153 I
CH3
2-Cl
6,31
154 I
CH3
2,6-(Cl)2
7,18
155 I
H
2-CH3
7,77
156 I
H
2,4-(CH3)
7,76
157 I
H
H
7,86
158 I
H
4-i-C3H7
6,49
16
(log 1/IC50)
Bil. Ġsk. R1
No Tipi
R2
159 J
CH3
CH3 n-C7H15
6,94
160 J
CH3
CH3 n-C6H13
7,11
161 J
C2H5
CH3 n-C7H15
7,24
162 J
C2H5
CH3 n-C6H13
7,35
163 J
C2H5
CH3 n-C4H9
7,05
164 J
C2H5
CH3 t-C4H9
4,90
165 J
C2H5
CH3 n-C3H7
6,81
166 J
C2H5
CH3 CH3
7,42
167 J
C2H5
CH3 C6H5
6,75
168 J
C2H5
CH3 CH(CH3)C6H5
5,88
169 J
C2H5
CH3 CH2C6H5
7,16
170 J
n-C3H7
CH3 n-C7H15
7,03
171 J
n-C3H7
CH3 n-C6H13
7,21
172 J
CH2C6H5 CH3 n-C7H15
6,30
173 J
C2H5
H
n-C7H15
6,42
174 J
C2H5
H
n-C6H13
6,68
175 J
C2H5
H
n-C4H9
5,97
176 J
C2H5
H
n-C3H7
5,66
177 J
C2H5
H
CH3
6,60
178 J
n-C3H7
H
n-C7H15
6,201
179 J
n-C3H7
H
n-C6H13
6,26
R
X
n Log
(1/IC50)
(M)
180 K
H
7,26
181 K
5-CH3
8,11
182 K
5,6-(CH3)2
8,24
183 K
5-OCH3
8,14
184 K
6-OCH3
8,08
185 K
7-OCH3
8,15
17
(log 1/IC50)
Bil.
No
Ġsk. R1
Tipi
186
K
6-NHCOCH3
8,55
187
K
6-NHCOC6H5
8,03
188
K
6-NHSO2C6H5
7,85
189
K
190
K
6-NH2
7,70
191
K
6-OH
7,59
192
K
6-Br
7,30
193
K
6-CN
7,00
194
K
6-CONH2
8,06
195
L
H
H
5,40
196
L
Cl
H
7,93
197
L
OCH3
H
5,70
198
L
CF3
H
5,75
199
L
F
H
6,54
200
L
H
CH3
5,75
201
L
H
n-C3H7
4,88
202
L
H
CH2CH2N(CH3)2
5,12
203
L
H
CH2CH2C6H5
5,47
204
L
H
CH2C6H5
4,49
205
L
H
CH2(2-ClC6H4)
4,99
206
L
H
CH2(3-ClC6H4)
4,88
207
L
H
CH2(4-ClC6H4)
4,57
208
L
H
CH2(2-FC6H4)
4,38
209
L
H
CH2(3-FC6H4)
4,88
210
L
H
CH2(4-FC6H4)
4,78
R2 R
X
6- N
n
O
Log (1/IC50)
(M)
9,10
18
(log 1/IC50)
Bil. Ġsk. R1
No Tipi
R2 R
X
211 L
H
CH2(2-CH3OC6H4)
n Log
(1/IC50)
(M)
4,44
212 L
H
CH2(3-CH3OC6H4)
4,68
213 L
H
CH2(4-CH3OC6H4)
4,96
214 L
H
CH2(2-CH3C6H4)
5,23
215 L
H
CH2(3-CH3C6H4)
4,61
216 L
H
CH2(4-CH3C6H4)
4,68
217 L
H
CH2(2-CF3C6H4)
4,88
218 L
H
CH2(3-CF3C6H4)
4,85
219 L
H
CH2(4-CF3C6H4)
4,74
220 L
Cl
CH2C6H5
5,89
221 L
Cl
CH2(4-FC6H4)
6,09
222 L
F
CH2C6H5
5,06
223 L
F
CH2(2-CF3C6H4)
4,70
224 L
CF3
CH2C6H5
4,17
225 M
H
5,67
226 M
NO2
6,73
227 M
CH3
5,57
228 M
Cl
6,15
229 M
OH
6,23
230 M
OCH3
6,08
231 M
OSO2CH3
6,45
232 M
NH2
5,97
233 M
NHCOCH3
6,29
234 M
NHSO2CH3
6,32
235 M
NHSO2C6H4,4-CH3
5,74
236 M
COC6H5
5,85
19
(log 1/IC50)
Bil.
No
Ġsk. R1
Tipi
237
M
COOCH3
6,19
238
M
COOC2H5
6,06
239
M
CONHCH3
6,43
240
M
CON(C2H5)2
6,28
241
N
COCH3
H
5,64
242
N
H
3-NO2
5,53
243
N
COCH3
3-NO2
6,28
244
N
H
4-NH2
4,99
245
N
H
4-NHCOCH3
5,25
246
N
H
4-Cl
4,81
247
N
COCH3
4-Cl
5,67
248
N
H
4-CH3
4,80
249
N
H
4-CN
5,31
250
N
COCH3
4-CN
6,34
251
N
H
4-OH
4,90
252
N
H
4-OCH3
4,79
253
N
H
3-OCH3
5,03
254
N
COCH3
3-OCH3
5,24
255
N
H
4-SCH3
4,68
256
N
H
4-SOCH3
5,13
257
N
H
4-SO2CH3
5,50
258
N
COCH3
4-SO2CH3
6,79
259
N
H
3-NO2,4-Cl
5,73
260
N
COCH3
3-NO2,4-Cl
6,39
261
N
H
3,4,5-(OCH3)3
5,39
262
N
H
H
4,93
R2
R
X
n Log (1/IC50)
(M)
20
(log 1/IC50)
Bil.
No
Ġsk. R1
Tipi
263
R2
R
X
n
Log (1/IC50)
(M)
N
H
4-NO2
5,52
264
N
COCH3 4-NO2
6,27
265
N
H
3,4-(OCH3)2
5,27
266
O
H
6,92
267
O
4-CH3
7,11
268
O
4-OCH3
7,59
269
O
4-Cl
7,52
270
O
3-NO2
7,82
271
O
4-C6H5
6,69
272
O
3,4-(Cl)2
7,26
273
O
3,4(CH=CHCH=CH2)2
7,00
274
P
H
6,60
275
P
4-OCH3
6,82
276
P
4-COCH3
6,40
277
P
3-NO2
6,16
278
P
3-CF3
6,68
279
M
3-CH3
6,40
280
M
2-F
6,07
281
M
2,3,4,5,6-(F)5
5,52
c) Elektrostatik enerji;
U el  K 
q iq j
.rij
(2.4)
denklemi ile hesaplanmıĢtır [54]. Burada qi ve qj karĢılıklı etkileĢen atomların
yükleri rij onlar arasındaki uzaklık,  ise molekülün yer aldığı ortamın
(dielektrik) katsayısı, K ise angström ile ölçüldüğünde enerjinin kcal/mol ile
ifade edilmesi için gereken parametredir (K=332).
21
d) Hidrojen bağının enerjisi: Morse potansiyeli olarak bilinen;
U hb  D 1  exp(  c  r )   D
2
(2.5)
eĢitliği ile hesaplanmıĢtır [54]. Burada, D hidrojen bağının ayrıĢma
(dissosasyon) enerjisi;
r = r-r0
(2.6)
olup r0 hidrojen bağının denge halindeki uzunluğu, r herhangi bir andaki
uzunluğu (uzanımı), c ise ampirik bir parametredir. Birçok organik ve
biyolojik makro moleküler bileĢiklerde molekül içi hidrojen bağları mevcuttur.
Bu bağların enerjileri de molekülün toplam enerjisini (konformasyon
enerjisini) etkilemektedir.
e) Valens açısı enerjisi;
U va 
N0
C
( 1   1 )
0
i
2
(2.7)
i 1
eĢitliği ile hesaplanmıĢtır [54]. Burada Ci uygun esneklik katsayısı, No valens
açılarının sayısı, α1ve
1
0
‟ ler ampirik parametrelerdir.
f) Valens bağı enerjisi;
U vb 
K
(I i  I i )
0
i
2
eĢitliği ile hesaplanmıĢtır [54]. Burada
(2.8)
0
Ii
ve Ii kimyasal bağ uzunluklarının
ideal ve gerçek değerleri, Ki esneklik katsayısıdır. Molekülde titreĢim
hareketinin olmaması halinde valens açılarının ve valens bağ uzunluklarının
sabit kaldığı söylenir. Bu enerjilerin toplamı, molekülün konformasyon
enerjisini verir 54.
U=Uw + Ud + Uel + Uhb + Uva + Uvb
(2.9)
Optimizasyon iĢlemi (MMX) Pentium-III 733 bilgisayarla yapıldı. 281 bileĢik
için optimizasyon iĢlemi ile konformasyon enerjileri hesaplanarak her bir
bileĢiğin en kararlı yapısı (konformasyonal yapıları) belirlendi. Çizilen
bileĢiklerin kartezyen koordinatları (uzay koordinatları) hesap edildi.
22
N
N
R1
N
R1
R2
B
A
O
O
O
O
N
N
CH2
CH2
O
N
O
B5
B4
N
CH2
N
CH2
N
CH2
CH2
N
O
CH2
B3
O
N
N
O
B2
O
N
CH2
O
B1
O
B6
O
CH2
N
CH2
N
O
B7
B8
B9
O
O
O
CH2
N
CH2
N
N
O
N
H
B12
B11
B10
O
O
CH2
N
N
H
B13
O
CH2
N
N
H
B14
O
CH2
N
Cl
N
H
B15
ġekil 2.1. Ġncelenen bileĢiklerin ortak molekül iskeletleri
O
23
O N
CH2
N
O N
CH2
CH2
O
O
NH
B16
O
N
O
N
H
B18
B17
N
O
CH2
NH
O
O
B20
B19
CH2
CH3 N
NH
O
N
O
CH2
B21
R1
N
R1
N
N
N
O
N
CH3
N
O
O
R2
N
N
O
O
R1
N
C
O
D
C1
O
H 3C O
R1
H 3C O
E
O
R 1 -C H 2
CH2
N -R
H 3C O
H 3C O
F
G
ġekil 2.1. (Devam) Ġncelenen bileĢiklerin ortak molekül iskeletleri
24
CH3
O
N
N
(C H 2 ) n
COO
H
N
N
CH3
CH3
H
CH3
CH3
( C H2)7
N
CH3
COO
CH3
H
N
N
CH3
CH3
N
COO
H
N
N
CH3
CH3
H2
H1
CH3
N
COO
X
H
N
N
CH3
R1
I
R2
R
N
COO
H
N
R1
J
CH2
CH2
N
CH2
N
O
X
K
25
R
OH
NH
R1
N
L
C 2H 5
O
N
X
N
(C H 2 ) 5
CH2
O
M
O
C H =C H
C 2H 5
C
X
N
(C H 2 ) 5
N
CH2
R
N
X
O
S
C
C
CH3
CH2
N
N
H
H
CH2
O
CH2
CH2
N
N
CH2
CH2
O
H
H
N
X
N
C
CH2
CH2
S
P
26
2.2.2. Kuantum kimyası hesaplamaları
Moleküllerin ayrıntılı yapıları kuantum mekaniksel metotla incelenebilir.
Dolayısıyla molekül için, Schrödinger eĢitliğinin çözülmesi gereklidir. Fakat
Schrödinger eĢitliği, yalnız hidrojen atomu ve benzer bir elektronlu atomlar için
hassas çözülebilmektedir. Ġkiden fazla elektrona sahip atomlar için Schrödinger
eĢitliğinin hassas çözümü mümkün değildir. Bunun için simulasyon metotları
kullanılmaktadır. Örneğin; N elektronlu atom için Hamilton operatörü,
H 
h
2
N
  i  Ze
2
2m
i 1
N
2

i 1
1
e
ri
2
N
N
1
i j
j 1
rij

R
(2.10 )
Ģeklinde verilmektedir [54]. Burada Z çekirdek yükü, e elektron yükü, m atom
kütlesi,
i
2
ise koordinatlara bağlı olup, ikinci mertebeden diferansiyel
operatörlerinin toplamını göstermektedir (atomun tam hareketi dikkate
alınmamıĢtır). EĢitlik 2.10‟da ki birinci terim elektronların kinetik, ikinci ve
üçüncü terimler ise elektronların atom çekirdeği ve birbirleri arasındaki
karĢılıklı etki enerjisinin operatörleridir. R ise relastivistik etkileri dikkate alan
terimdir. Deneysel veriler, dıĢ alandan etkilenmeyen hafif atomlar için,
relativistik etkilerin dikkate alınmayabileceğini göstermiĢtir [54]. Bu sebeple,
izole olmuĢ atomlar için relativistik olmayan Schrödinger eĢitliği genel halde:
H = E
(
h
2
N

2m
i 1
N
 i  Ze
2
2

i 1
1
ri
e
2
N
N
i j
j 1

1
r ij
) (r1,r2,...,rN,1,2,...N)
= E(r1,r2,...,rN,1,2,...,N)
(2.11)
Ģeklinde yazılabilir [54]. Burada: r: x, y, z koordinatlarını, N moleküldeki
elektronların sayısını, N ise çekirdeklerin sayısını göstermektedir. Atomun
hal fonksiyonu (r1,r2,...,rN,1,2,...,N) elektronların 3N sayıda uzay ve N
sayıda spin koordinatları ile ilgilidir. Atomun yapısı tüm karĢılıklı etkilere
27
bağlıdır. Her bir elektronun durumu, çekirdeğin yanı sıra, (N-1) elektronun
durumuna da bağlıdır. EĢitlik 2.11‟ in çözülmesi, atomun E enerjisinin ve 
hal fonksiyonunun bulunmasına, bunların bilinmesi ise atomu karakterize eden
tüm parametrelerin bilinmesine imkan vermektedir 54.
Çizelge 2.1‟deki bileĢiklerin optimize edilmiĢ yapıları belirlendikten sonra,
CNDO/2 (Complete Neglect of Differantial Overlap) metodu kullanılarak her
bir bileĢiğin; HOMO-LUMO enerjileri, atomlar arası yoğunlukları ve atom
yükleri, elektronik yükler ve atom orbitalleri üzerindeki elektron yoğunlukları,
elektronik enerjiler, bağlanma enerjisi ve bileĢiğin toplam enerjisi gibi
elektronik yapı parametreleri aĢağıda gösterilen eĢitliklerden hesap edilmiĢtir.
CNDO/2 metodu ile elektronik yapı parametreleri hesap edilirken, atomlardaki
bütün valens elektronları dikkate alınmaktadır.
a) BileĢiğin enerjisi ve katsayıları;
M
 (F
  i  km ) C mi  0
km
(2.12)
m 1
Ģeklindeki Hartree-Fock-Rutan eĢitliği ile hesaplanmaktadır [54]. Burada, i
molekülün enerjisi, km çakıĢma integrallerinin diferansiyeli, Cmi orbital
katsayıları, Fkm fok (fokian) operatörü, m ise bileĢiğe ait atom sayısını ifade
etmektedir.
b) Atomlar arası elektron yoğunlukları ve atom yükleri;
N
P pq 
C
*
pq
(2.13)
C qj
j 1
eĢitliği ile hesaplanmıĢtır [54]. Burada, Ppq yoğunluk matrisi,
katsayılarıdır.
*
C pq
ve Cqj orbital
28
c) Elektronik yükler ve atom orbitalleri üzerindeki elektron yoğunlukları;
M
P
P AA 
(2.14)
pp
p 1
eĢitliği ile hesaplanmıĢtır [54]. Burada, PAA atomun elektron yoğunluğunu, PPP
yoğunluk matrisini göstermektedir.
d) Elektronik enerjiler;
NA
E A  2  P kk U
NA
A
kk
NB
  (2P

k 1
P mm  P km )  AA
2
kk
(2.15)
k 1 m 1
eĢitliği ile hesaplanmıĢtır [54]. Burada, EA elektronik enerjiyi, NA ve NB A ve
B atomların da dikkate alınan orbitallerin sayısını, Pkk, Pmm ve Pkm k ve m
orbitallerinin yoğunluk matrislerini,
U
bir elektronlu atom çekirdeği
A
kk
etrafındaki çekim enerjisini, AA ise bir atom içinde değiĢik orbitallerde yer
alan iki elektronun karĢılıklı etkileĢme integralini gösterir.
e) Bağlanma enerjisi;
NA
E AB 
*
NB
  (4P
km
 km  2 P
2
km
 AB ) 
k 1 m 1
*
ZAZB
R
 2 P AA V B  4 P AA P BB  AB
A
A
eĢitliği ile hesaplanmıĢtır [54]. Burada, EAB bağlanma enerjisi,
atomlarının etkin çekirdek yükü,
A
VB
(2.16)
AB
*
ZA
ve
*
ZB
B atomunun k orbitalinde bulunan
elektronun çekirdek çekim integrali, PAA ve PBB A ve B atomlarının
yoğunlukları, AB A atomunun istenilen k orbitalinde bulunan elektronla B
atomunun m orbitalinde bulunan elektronun karĢılıklı etkileĢme integrali
(km=AB)‟dir.
f) Molekülün toplam enerjisi;
k
ET 
k

    1
Z Ze
R 
2
m

m

k 1 k 1
m
P km ( 2 H km 
m
  ( 2  km
p 1 q 1
V pq    kq V pm  )
29
k

E
k
A
A 1

k
E
(2.17)
AB
A  B B 1
eĢitliği ile hesaplanmıĢtır [54]. Bu eĢitlikte, Ze ve Ze A ve B atomlarının 
ve  çekirdeklerinin yükleri, EA elektronik enerjiyi, EAB bağlanma enerjisini,
R  ve  çekirdekleri arası uzaklığı, Pkm ise k ve m orbitallerinin yoğunluk
matrisini ifade etmektedir. V ise ( Z *A
*
Z B )/RAB
ifadesine (Bkz. EĢitlik 2.16)
eĢittir. Hkm k ve m orbitallerinin üst üste binme integrallerine eĢit bir değer
olup (Hkm=Skm km)‟ dir. Skm yük dağılım matrisi, km ise
parametrelerinin toplamına eĢittir (  0A ve
B
0
A  B
0
0
parametreleri A ve B atomlarının
türüne bağlı olan paremetrelerdir).
g) Molekülün reaksiyon merkezleri;
N
RM 
C
i
(2.18)
i 1
eĢitliği ile bulunmuĢtur. Burada, RM reaksiyon merkezlerini, C i atomik
orbitallerin HOMO-LUMO katsayılarını ifade etmektedir [54].
2.3. Elektron Topolojik Metot (ET)
Verilen deneysel aktiviteyle yeni bileĢiklerin dizaynı ve kimyasal bileĢiklerin
biyolojik aktivitesinin belirlenmesi modern kimyada önemli bir konudur [1].
Bu problemi çözmek için temel yol, biyoalıcı ile aktif moleküllerin karĢılıklı
etkileĢimlerinin mikro mekanizmasının belirlenmesidir.
Probleme deneysel bir yaklaĢım olarak, aktif bileĢikler ile bütün inaktif
bileĢiklerin karĢılaĢtırılması ve bunlar arasındaki benzerlik ve farklılıkların
açığa vurulması amaçlanır. Bu Ģekilde, aktiflikten sorumlu moleküllerin ana
özelliklerinin belirlenmesine çalıĢılır. Böyle bir yaklaĢım, yaklaĢık son 30
araĢtırılmakta ve bu alandaki çalıĢmalar SAR veya QSAR baĢlığı altında
30
yayınlanmaktadır [5,6]. QSAR yönteminin tam geliĢmesine, bilgisayarların bu
yöntemde yaygın olarak kullanıldığı zaman ulaĢılmıĢtır.
QSAR metodunun eksik yanı, problemin en zor kısmı olan biyoalıcı ile
molekülün karĢılıklı etkileĢiminin mekanizmasının belirlenememesidir. Bu
etkileĢim, bizim için bir kara kutu gibidir. Yalnızca bu kara kutuya girdiler ve
çıkan sonuçlar bilinmektedir. EtkileĢim üzerinde etkili olan biyolojik
aktivitenin özenli tanımı ve tanımlanması da net değildir. QSAR metodu,
incelenen
bütün
bileĢiklerde
biyolojik
aktifliği
sağlayan
özelliğin
tanımlanmasına veya karar verilmesine yardımcı olur [10].
Kara kutu için girdiler birçok bilinmeyenle doludur. Hakikaten moleküllerin
biyolojik aktifliklerinin korelasyonlarını yeterli ölçüde yapabilmek için,
öncelikli olarak ne tür ve molekülün hangi özelliğinin kaç tanesinin kara
kutuya sunulmak zorunda olduğu açık değildir. Çoğu QSAR yaklaĢımında,
molekülün yapı elementlerinin vektörleri, molekül çizgileri ve topolojik
belirteçleri gibi özellikleri mevcut bilgisayarlar kullanılarak kolaylıkla
tanımlanabilmektedir. Molekülü yeterli tanımlayan bu metodun, biyolojik
aktiflikleri tanımlanmasında bilgilendirici olması genellikle yeterli olamaz.
Moleküllere biyolojik aktiflik veren en belirgin grup özelliklerini bularak,
moleküllerin yeterli ölçüde tanımlanması QSAR metodunun ana problemidir
[10].
Biz burada QSAR problemlerindeki Elektron topolojik (ET) metodunu kısaca
inceleyeceğiz. Bu metodun ana fikri; aynı seviyedeki elektronik ve topolojik
(geometrik) özellikleri sunarak molekülleri tanımlamaktır. Kimyasalların
karĢılıklı etkileĢmesi, onların elektronik doğasında olduğu için, elektronik
özellikler hakkındaki bilginin kullanımı metodun ilk aĢamasıdır. ET
metodunda; her molekül için, n(n+1)/2 element içeren m tane kare düzgün bir
ET matrisin kurulmasıyla tanımlanır. Burada; n moleküldeki atomların
31
sayısını gösterir. m*n(n+1)/2 sayısı ile molekülün bu tarifi, herhangi bir
tarifinden çok daha fazla bilgi vericidir. Bu yöntemin diğer yöntemlerden daha
fazla bilgi vermesinden baĢka, elektronik yapı ve konformasyonal (biçimsel)
hesaplamalara dayanması yeni bir özelliktir [10].
ET metodun da, araĢtırıcılar bir paket programını bilgisayar yardımıyla
çalıĢtırarak, moleküllerin daha önceden kobay çalıĢmalarıyla elde edilen
aktivite değerlerinden faydalanarak, moleküller ile biyoalıcı arasındaki
etkileĢimleri ve moleküllerin aktif özelliklerini tanımlamaya çalıĢırlar [10].
2.3.1. QSAR metoduna kısa bir bakıĢ
Biyolojik aktif bileĢiklerin tahmininde ve planlanmasında QSAR‟ ın önemi gün
geçtikçe daha iyi fark edilmeye baĢlanmıĢtır [5,6]. QSAR‟ ı belirlemek için
birbirinden farklı birçok metot vardır. Bu metotların tamamı, molekülün
kimyasal yapısı ve bunların biyolojik aktiflikleri arasındaki direkt korelasyon
olması kavramına dayanır. Bilinen aktiflik ile bileĢiklerin verilen bir serisinden
QSAR‟ ı içeren yeni bileĢenler elde edilebilir [10].
Bazı metotlar, analiz serisinin aktif (veya inaktif) bütün bileĢikleri için ortak
grup ve biyolojik aktivite için prognos (tahmin) kurallarını belirleyerek,
yapısal özellikleri elde etmeyi amaç edinir. Aynı zamanda, çok adımlı
regrasyonel analiz vasıtasıyla biyolojik aktifliğin seviyesini ve sistemin
fizikokimyasal (ve diğer) parametreleri arasındaki deneysel iliĢkiyi bulmaya
da çalıĢır. Bir nitel ve nicel yaklaĢımın kombinasyonu yeterli görülmektedir.
QSAR yaklaĢımlarının birçoğu yapı tanıma teorisine (Pattern Recognition
Theories, PRT) dayanır. PRT kullanılarak; bazı sınıflandırma kurallarıyla,
incelenen moleküller aktif ve inaktif bileĢikler olmak üzere sınıflara bölünür.
PRT yaklaĢımlarında önemli olan, molekülleri tanımlama metodudur.
Gerçekten, molekülün aktifliğinin yerini tutan parametreler bakımından
32
molekülün tanımı ne kadar iyi yapılırsa, yapının tanımı ve moleküllerin aktif,
inaktif sınıflandırılması da o kadar iyi olur. Bu yüzden, QSAR metotları temel
olarak molekülü tanımlamadan farklı Ģekilde kullanılır.
ġu anda iĢlerin çoğu, vektör tanımlama, merkez tanımlama veya topolojik
indeks metotlarından biri kullanılarak yapılmaktadır. Vektör tanımlama
bunların en basit olanıdır. Vektör tanımlama genellikle benzer yapıda N
molekülün serisi (yani aynı iskelette farklı substituentler kullanılarak yapılan
moleküller için) olduğu zaman kullanılır. Bu durumda serinin her (k)
molekülü, bir Ck vektörü ile temsil edilir [10].
Ck = (Sk1, Sk2, ...., Skr), k = 1, 2, 3,...., N
(2.19)
Burada; r tüm serideki ayırt edici yapının çeĢitliliğini tanımlamak için seçilen
parametrelerin değiĢimini gösteren bir sayıdır. Genelde parametreler
fizikokimya, elektronik ve inceleme altına alınan bileĢikler ile ilgili
karakteristik konformasyonlarının yanı sıra,
farklı yapı ile ilgili kısımlar
ve/veya ana iskelet yapısındaki substituentlerle iliĢkili olan bileĢiklerin
serilerini tanımlayacak Ģekilde seçilebilir.
Daha kapsamlı bir tanımlama, merkez tanımlama (Descriptive Centers, DC)
vasıtasıyla yapılır. Potansiyel olarak, aktif atomlar ve/veya biyoalıcının
fonksiyonel grupları ile karĢılıklı etkileĢmelerini kabul eden molekül yapıları
seçilir. DC‟ ye dahil olan hetero atomlar (N, O, S, P, halojen, metal, farklı
ortamlarda farklı olduğu düĢünülebilenlerin tamamı), siklik ve aromatik
kısımlar, doymamıĢ bağlar gibidir. Moleküller, DC‟ nin bir serisi vasıtasıyla
tanımlanır. Metodun daha karmaĢık versiyonlarında, aynı molekülün farkı DC‟
leri ya bir yönlendirilmemiĢ grafik ya da DC‟ nin bağlantı matrisi (the Matrix
of Connections of the DC, MCDC ) ile iliĢkilendirilir. Sunulan grafikte dikey
33
sıradaki DC‟ler, DC‟ler arasındaki mesafeleri veya bağ parametrelerini
belirtir. MCDC‟ yi takip ederek;
a11 a12 ... a1n
a22 ... a2n
ann
(2.20)
burada aii DC‟ nin sayısı ve aij i. ve j. DC arasındaki bağlantının
parametresidir. Bu tanım, bilgisayarlar vasıtasıyla kolaylıkla yapılabilir [10].
QSAR problemlerinde PRT‟nin bazı versiyonlarının kullanımı, daha fiziksel
zemin elementleri (atomların yarıçapları, yükleri çok büyük olmayan; karbon,
azot, oksijen gibi elementler) tarafından moleküllerin tanımlanması esasına
dayanır. Bu durum, yapısal analiz ve mantıki yapısal analiz metotlarına dahil
edilir. Molekülde belirli yapıların bulunması, aktiflikte dikkate alınması gereken
bir husustur. Bu yapıların aktifliğe nispi katkıları, benzer yapıları içeren aktif
bileĢiklerin sayılarının orantılı tahminine yardımcı olur. Bu metodun bazı
versiyonları literatürde vardır [55,56]. Burada yapıya katkıda bulunan ve farklı
sınıflandırma iĢlemlerinin istatistik hesapları verilecektir [10].
Mantıki yapısal yaklaĢımda [57], araĢtırmacının niyet ettiği modele zaman
dahil edilirdi. Bu, bilgisayarlar ile araĢtırıcının iĢlerinde, bazı diyaloglar farz
edilerek yapılırdı. Gergely ve Finn “verisimilar (gerçeğe benzer) muhakeme”
olarak adlandırılan (J. C. Mell Stili) bir bilgisayar versiyonu ortaya koydular
[58]. Verisimilar sonuç çıkarmanın amacı; incelenen serilerin farklı
moleküllerinin, grafiklerindeki yapısal benzerlik ve farklılıkları açığa
vurmaktır. Bu benzerlik ve farklılıklar, moleküllerin özelliklerine bağlı olarak
değiĢmektedir.
Biyolojik aktiflik ve fizikokimyasal parametreler arasındaki çoğu nicel
iliĢkiler, benzer yapı gösteren bileĢiklerin serisiyle iliĢkilidir. Bunun yanı sıra,
34
bu iliĢki aynı aktivite değerine sahip olan, fakat oldukça farklı sınıftaki
moleküller (görünenden) tarafından ortaya konabilir.
ġimdiye kadar, etkin konsantrasyon, karĢılıklı aktif noktalara etkinin taĢınma
hızı ve karĢılıklı etki yeteneğine bağlı olarak, bir seri içinde iliĢkili olan
bileĢiklerin
biyolojik
aktif
olduğunu
farz
eden
Hansch
metodu
kullanılmaktaydı [59]. Hansch eĢitliği:
Log (1/C) = a0 + a1- a22 + a3+a4E5
(2.21)
Burada; C biyolojik etkiyi veren minimum konsantrasyon, substituentin
hidrofobisite
(suya
karĢı)
ise
katsayısı,
substituentlerin
elektronik
(Hammett) sabiti, E Taft sterik parametresi ve ai regrasyon katsayısıdır.
Pratikte, Hansch eĢitliği basitleĢtirilerek kullanılır. Parametrelerden bazılarının
değerleri deneysel olarak alınır. Diğerleri ise kuantum kimyasal tahminleri
içerir. Atomik elektrofilik süper delokalize yeteneği Si (E) benzer bir iliĢki ile
fenil türevleri için verilmiĢtir [60].
log 1 / c   0 ,158
 S E   63 ,190 q
i
0
/ MW  1, 445
i
n = 9; r = 0,987; s = 0,07
(2.22)
Burada; q0 fenil oksijenindeki elektronik yoğunluk, MW mol kütlesi ve n, r, s
kullanılan istatistik ile ilgili parametrelerdir. Bu bağıntı elektrofilik ve
nükleofilik süper delokalizenin yanı sıra, biyolojik aktiflik ve HOMO (the
Highest Occopied Moleculer Orbital, en yüksek dolu molekül orbital)‟ nun
enerjisi arasındaki iliĢkileri de içerir. Bu sonuçlar, molekül ve biyoalıcı
arasındaki orbital karĢılıklı etkilerinin kontrol edildiği kabulüne dayanır.
Cammarata, biyolojik aktiflik üzerine elektronik yoğunluğun etkisini bir iĢ
serisi olarak düĢünmüĢtür [61].
35
Biyolojik aktiflik (Ai), substrat (s) ve alıcının (r) kompleks oluĢumunun
serbest enerjisi tarafından tanımlanır. Bu durumda, verilen bileĢiklerin bir
serisi için aĢağıdaki eĢitlik (2.23) geçerlidir.
Ai 
  (E
r
rs
 L rs  V rs ) i  C
(2.23)
s
Burada; Ers, Lrs ve Vrs sırasıyla elektronik, desolvatasyon ve sterik faktörlerin
serbest enerjiye katkısı, C ise bir sabittir. Lrs ve Vrs, benzer bileĢik yapıları
için, yaklaĢık olarak sabit düĢünülebilir. Bu durumda EĢitlik (2.23);
Ai 
E
r
rs
c
(2.24)
s
Ģeklinde olur. Elektronik karĢılıklı etki faktörü, Perturbasyon teorisini
kullanarak tahmin edilebilir. Klopman-Hudson bağıntısından [62];
E rs  
q rq se
 D rs
  2c
2

m
2
mr
c ns  mn
2
2
n

(2.25)

(E m  E n )
bulabiliriz. Burada; birinci terim, elektronik karĢılıklı etki eĢitliği (qr ve qs,
sırasıyla alıcı (r) ve substratın (s) karĢılıklı etkileĢen atomlarının net atomik
yükleri, Drs etkileĢen atomlar arasındaki uzaklık ve  ortamın di elektrik
katsayısıdır), ikinci terim, kovalent katkıyı ( E m ve

En
sırasıyla MO‟ u meĢgul
eden ve etmeyen MO enerjisi, cmr ve cns uygun alıcı ve substrat atomlarının
AO verimliliğine katılımı, mn rezonans integralidir) temsil eder.
Eğer, MO enerji farkı ( E m - E n ) yeterince büyük ve / veya Rezonans integrali
(mn) küçük ise, o zaman EĢitlik 2.25‟deki ikinci terim küçüktür ve etkileĢim
temel olarak birinci terim (elektrostatik) tarafından belirlenir [62]. Bu
durumda, EĢitlik 2.25 basitleĢtirilerek;
36
E rs  
q rq se
2
 2  (  c mr )(  c ns )
2
 D rs
m
Ģeklinde elde edilir. Burada;
2
(2.26)
n
   mn /( E m  E n ) ‟


dir.
KarĢı durumda, orbitallerinin en azından bir çifti için

Em
 E n olduğu zaman,
orbital karĢılıklı etkisi baskın olur (orbitallerin karĢılıklı etki kontrolü) ve
dejenere orbitallerin karĢılıklı etkisi baskın ise yaklaĢık olarak;
Ers = 2cmcnsmn
(2.27)
alınabilir. Verilen bir alıcı ile iliĢkili bileĢiklerin bir serisinin karĢılıklı etkisi
göz önünde tutulursa, elektronik parametreler (qr ve cmr) aynı kalır. Birbirini
etkiyen yük kontrolü için (0), EĢitlik 2.28 elde edilir.
Ai 

q s  C1
i
is
(2.28)
s
KarĢılıklı etkileĢimleri kontrol altına alınmıĢ orbital için,
Ai 

cs  C 2
i
is
(2.29)
s
olarak verilir. Burada; is, is, C1 ve C2 sabittir.
Diğer elektronik parametreler de yararlı olabilir. Özellikle Fukui‟nun süper
delokalizasyon tanımı kullanılarak [63];
oce
S s ( E )  2  c ks / x k
2
(2.30)
k
eĢitliği elde edilir. Burada; k üç boyutlu bir Hückel enerji parametresidir.
EĢitlik 2.25 kolaylıkla EĢitlik 2.31‟ e dönüĢtürebilir.

E rs  
q rq se
 D rs
2
 0 , 5 q r S s ( E )  mn
(2.31)
37
Burada; mn rezonans integralinin ana değeridir. EĢitlik 2.31‟i EĢitlik 2.24‟te
yerine koyarsak, bu durumda;
Ai 
 [
q s   is ( E )]  C 3
i
is
(2.32)
s
Burada; is, is ve C3 sabitlerdir. EĢitlik 2.28, 2.29 ve 2.32 aktiflikleri veren
bağıntılar, farklı elektronik yapı parametreleri, örneğin, atomik yükler qs, MO
verimliliği cs ve süper delokalizasyon Ss(E) gibi, yapısal olarak benzer
bileĢiklerin bir serisinde bu elektronik yapı parametrelerinin etkisi açık bir
Ģekilde görülmektedir.
QSAR metodu, öncelikle yoğun problemleri çözmek için kullanılmaktadır.
QSAR metodunun yanı sıra, diğer metotlar (CNDO/2, MINDO (Modified
Intermediate Neglect of Differential Overlap), MNDO (Modified Neglect of
Diatomic Overlap) vb.) Hückel metodunun geliĢimine yardımcı olmuĢtur. Ġyi
bir QSAR eĢitliğinde, elektronik parametreleri hesaplamak için CNDO/2
metodundan faydalanır. Buna örnek olarak, Feniltriazenlerin (phenyltriazanes)
bir serisi için, atomik yükler (qs) ve LUMO (the Lowest Unoccupied MO, en
düĢük boĢ MO)‟ nın enerjisi elektronik parametreler olarak kullanılmıĢ ve
anti-sarcoma aktifliğini elde etmek için regrasyon eĢitliğinde bu iki parametre
takip edilmiĢtir [64].
pC130 = -16,1qN3 + 0,635 E (LUMO) + 0,630
n = 11; r = 0,09; F = 35,8
(2.33)
Aynı serinin toksini için,
pLD50 = -460,0qC7 - 47,7 S E4 + 34,9
Burada; S 4E süper delokalizasyon parametresidir.
(2.34)
38
Bir çalıĢma serisinde de atomik yüklerden meydana gelen elektrostatik
potansiyeller, biyolojik aktifliğin elektronik parametresi olarak alınmıĢtır.
Muhtemel V(r) Poisson eĢitliğinden elde edilebilir [10].
2Vr = -4r
(2.35)
Burada; r yük yoğunluğu, elektronik yapı hesabından elde edilir. Bu
hesaplama bir biyoalıcı ile kompleksteki 1-siklohekzapiperidin‟in türevlerinin
bir serisi için, MINDO metodu kullanılarak yapılmıĢtır [65]. Elektrostatik
potansiyel haritaları, moleküllerin etrafındaki farklı düzlemlerde dibenzo-ndioksimes‟ in 8-Cl substituenti için deneysel olmayan SCF-MO-LCAO (Self
Consistent Field Molecular Orbital Linear Combination of Atomic Orbital)
metodu vasıtasıyla hesaplanmıĢtır [66]. Elektrostatik potansiyel, kimyasal
dizayn için, ticari yazılım da geniĢ olarak kullanılmaktadır [10].
Genelde, farklı formlardaki molekül haritalarından kimyada geniĢ olarak
yararlanılır. Bu grafiklerle temsil edilen moleküller, matematiksel harita
teorisinin araçları olarak hizmet edebilir. Grafik teorisine dayanan metotlardan
biri, Ģu anda QSAR problemlerinde geniĢ olarak kullanılmakta olup; Topolojik
Ġndis (TI) olarak adlandırılmıĢtır [67].
Alkanların QSAR‟ ında kullanılan eski TI‟lerden biri, Wiener indeks (ve onun
modifikasyonları), molekül haritalarındaki bütün karbon atomlarının çiftleri
arasındaki bağların sayısını nitelerdi. Wiener indeks;
W 
n
i
nj
(2.36)
i , j  adj .
Burada; ni ve nj sırasıyla bağların iki kısmındaki karbon atomlarının sayısını,
sırasıyla i,j-adj. ise i ve j geçici tepe noktalarının (vertex) bütün kenarları
üzerindeki grafiğin özetlenmesi anlamına gelir [10].
39
Tüm bir grubun değiĢmezliği, molekül bağlarının indisleri tarafından formüle
edilir. Bu da Randic tarafından sunulan indekslerin genellemesidir [68].

 (V V
i
j
)
1 / 2
(2.37)
i , j  adj .
Burada; Vi i. vertex (tepe nokta)‟ ların gücü ve özetlenen grafiğin bütün
kenarları üzerinde alınır.
Sonuçta biz Balaban indeksini (j) not etmekte ve aynı zamanda QSAR
hesaplamalarında geniĢ olarak kullanmaktayız [69].
j  ( q /   1)
 (S S
i
j
)
 11 / 2
(2.38)
i , j  adj .
Burada; q haritanın kenarlarının sayısı,  = q-n+1 siklomatik sayı, n tepe
noktalarının sayısı ve Si karĢılıklı atomların matristeki mesafesinin i.
elementlerinin sırasının toplamına eĢit olan i. tepenin karakteristik değeridir.
Harita yaklaĢımı, problemin belli bir grubu için, çoğunlukla alkanlar ve belli
konjuge hidrokarbonlar için kullanılmaktadır. Fakat, harita yaklaĢımı birçok
diğer komplike QSAR problemlerinin çözümünün genel metodu olarak kabul
edilemez. Genelde, bu metodun eksik yanı; çoğu molekül haritalarının ve TI‟
in bir fiziksel anlama sahip olmaması ve bunların gerçek molekül özelliklerini
direkt olarak karĢılamamasıdır [10].
Son zamanlar da büyük moleküller dahil, moleküllerin yapısının üç boyutlu
hale getirilmesine müsaade eden bilgisayar programları hızla geliĢmiĢtir [70].
Bu durum, genelde molekül iĢlemlerinin daha iyi anlaĢılması için önemlidir.
Molekül modellemenin bu farklı geliĢimi regrasyon analizi metodu (bir
istatistik analiz metodu) ile birlikte kullanılabilir. Bu ilerleme, tanımlama
merkezleri yardımıyla, moleküllerin tanımlanmasını ilerletir ve yapısal
bilginin istatistikî analizinin yapılmasını mümkün kılar. QSAR metoduna
40
modern
bilgisayar
programlarının
sunulmasıyla,
bazı
uzman
sistem
araĢtırmacıları, yeni kimyasal yapıların dizaynı için yeni sistemler meydana
getirdiler [71].
2.3.2. Elektron topolojik yaklaĢımının temel fikirleri
QSAR metodunun dezavantajı, biyolojik aktifliğin belirlenmesinde molekülün
özelliklerinin zayıf tanımlanmasıdır. QSAR metodunda özellikle uzaysal yapı
ve yukarıdaki metotlardaki (örneğin, DC metodunda) atomik kombinasyonlar
yeterince verilmesine karĢın, elektronik özellikler oldukça yetersiz verilir veya
hatta tamamen ihmal edilmektedir. Molekülün biyoalıcı ile karĢılıklı
etkileĢimini açıklayan en önemli özelliği elektronik yapıdır. Bu nedenle,
QSAR yöntemi molekülün biyoalıcı ile etkileĢimi açıklamak için yetersiz
kalmaktadır [10].
Ġncelenen elektron topolojik QSAR metodunun amacı, moleküllerin yapısını
veya benzer yapıdaki bileĢikleri tek bir seri gibi düĢünerek, elektronik yapının
rolünü kısmen veya tamamen ihmal eden, önceki QSAR metodunun eksik
yanlarının üstesinden gelmeyi amaçlamasıdır [10].
Bilinen biyoaktif veya inaktif, N moleküllü bir seri verilsin. Bu molekül
serisinin konformasyon ve elektronik yapısına, ET metodu takip edilerek karar
verilebilir [2-4,7,8]. Her molekül için uygun elektron topolojik matris (ET
matrix of congruity, ETMC) olarak adlandırılan veya daha fonksiyonlu
versiyonları olan ETMC‟ nin bir seti (üç boyutlu - the three dimensional
ETMC, TDETMC) oluĢturulur (ġekil 2.2) [10].
Bu setteki her ETMC köĢegen elementlerin yönü ile sistematik ( a ij( k )  a (jik ) )
olan bir kare matristir. Bu nedenle, ETMC‟nin yalnızca üsteki yarısı gösterilir.
Tüm bağımsız elementlerin sayısı n(n+1)/2‟ dir. Burada; n moleküldeki
41
atomların sayısına eĢittir. TDETMC‟deki ETMC‟ nin m sayısı elektronik yapı
parametresinin seçimine bağlı olarak değiĢir. KöĢegen elementler için (( a ii( k ) ), i
= 1, 2, ......, n; k = 1, 2, ......, m) atomik parametreler, moleküldeki köĢegen
elementlerin elektronik özelliklerini tanımlayan atomik yükler, valens
aktiflikleri, polarlanabilirlik, HOMO (LUMO) enerjileri vb.‟lerinden seçilir.
KöĢegen olmayan elementler ( a ii( k ) ) iki türdür:
... ... ... ... a 1n(k) (k)
... ... ... ... ... ... a 1n
(1)
(1)
(1)
(1)
.. ..
...
...
.
a
a
a
a
11
12
13
1n (1)
.
a
(1)
(1)
1n . .
(1)
(1)
a
a
. ..
... ... a 1n
a
11
12
13
(1)
.
a
.
(1)
(1)
(1)
2n
a
... ... a 2n
a
.. . .
22
23
(1)
.
a
3n
.
(1) ...
(1)
... a 3n
a
.. .. .
33
.
.
... ... ... . .. . a (k)
. . nn
.
.
... ...
..
a
(k)
11
a
(1)
nn
ġekil 2.2. Üç boyutlu uygun elektron topolojik matris (TDETMC)
1- Eğer iki komĢu atom i ve j olarak adlandırılırsa; o zaman kimyasal bağ
(k )
a ij
i-j bağının elektronik parametrelerinden biri veya bağ düzeni, Wiberg
indeksi, bağ enerjisi (toplam, kovalent, iyonik) ve polarlanabilirlik gibi
olabilir.
2- Eğer bağ yapmayan atomlar i ve j olarak adlandırılırsa, o zaman
ve j ‟ nin atomik mesafeleridir.
(k )
a ij
R
k
ji
i
42
Bu yolla her matris elektronik (an) ve geometrik (Rn) özelliklerinin her ikisini
içerir.
Her bir ETMC, molekülün pek çok özelliğini ifade eden, yoğunlaĢtırılmıĢ bir
grafik gibidir. ETMC, m boyutlu n*n matrisinde, m sayısı bizim seçimimize
bağlı olarak değiĢen bir ihtimal parametresidir. m mertebeleri; yük, polarize
edilebilirlik, HOMO-LUMO orbital katsayılarına karĢılık, bağ mertebesi, bağ
enerjisi, Wiberg indeks v.s. bulunduran matris boyutudur. Örneğin, m=1 için
Yük-bağ enerjisi olabildiği gibi, m=2 Yük-Wiberg indeks, m=3 için polarizeWiberg indeks olabilir. Bunun gibi pek çok kombinasyonlar elde edilir. Bu
kombinasyonlardan her biri için belli ETMC‟ler üretilir. Fakat, bizim için
bunların içinden önemli ve gerekli olan bir tane m değeri seçilir. Böylece üç
boyutlu matris, n*n Ģeklinde iki boyuta indirgenmiĢ olur. Buradaki n
moleküldeki atomların sayısına eĢittir. Böylece, elektronik yapı parametresinin
her seçimi için, aktif ve inaktif bileĢiklerin verilen N moleküllü serisi için N
tane ETMC‟ye elde etmiĢ oluruz [10].
ETMC oluĢturulduktan sonra, aktif moleküllerden biri (öncelikle en aktif olan
bileĢik, bu bileĢik uygun olmazsa, yüksek aktiviteli bir baĢka bileĢik)
karĢılaĢtırma bileĢiği olarak alınarak, bu karĢılaĢtırma bileĢiğinin ETMC‟si
tüm serinin diğer bileĢiklerin ETMC‟ siyle karĢılaĢtırılır. Bu karĢılaĢtırma
sonucunda, aktif bileĢiklerde mümkün olduğu kadar çok bulunan, inaktif
bileĢiklerde bulunmayan aktif bir özellik bulunmaya çalıĢılır. Bu özelliğe
karĢılık gelen matris ET alt matris, (ET submatrix of activity, ETSA) olarak
adlandırılır. Bu yolla, matris elementlerinin grubu için, atomik ve bağ
elektronik karakteristikleri temsil eden köĢegen ve köĢegen olmayan
elementler dahil, karĢılıklı atomik mesafeleri temsil eden aktivitenin ETSA
biçimleri açıklanır. ETSA, göz önünde tutulan aktiflik için sorumlu olan
molekülün yapısal ve elektronik (elektron-topolojik) kısımlarının yerini tutar.
43
Aktifliğin bu özelliğine karĢılık gelen fragmentler (kısımlar) özelliğin
gerçekleĢtiği bileĢiklerde tespit edilerek, aktifliğin özelliği olarak göz önüne
alınır.
Elde edilen sonuçlar Ģayet yeterli değilse, o zaman aĢağıda belirtilen iĢlemler
yapılarak süreç tekrarlanır:
1- Matris elementleri tüm bileĢikler için diğer bir hassasiyetle verilmiĢ olabilir,
2- KarĢılaĢtırma bileĢiği değiĢtirilebilir,
3-BaĢlangıç Ģartları içine sokulan limitler değiĢtirilebilir.
Bütün bu iĢlemler, uygun fragmentler (kısımlar) bulunana kadar tekrarlanır.
Benzer Ģekilde; inaktif bileĢiklerden biri karĢılaĢtırma bileĢiği olarak alınarak,
inaktif bileĢikler için inaktifliğin özelliği olan bir ortak özellik bulunmaya
çalıĢılır [10].
Aktif fragment bulunduktan sonra, aktivitesini bilmediğimiz herhangi bir yeni
bileĢiğin, bu tip bir fragment parçasını taĢıyıp taĢımadığına bakarak, bu
bileĢiğin aktivitesi hakkında tahminde bulunabiliriz. Böylece; yorucu, masraflı
ve uzun süre gerektiren kobay çalıĢmalarına gerek kalmadan, yeni bileĢiklerin
aktivitelerinin tahmin edilmesi, dizaynı ve sentezi gerçekleĢtirilebilir [10].
Eğer, aktiflik nicel olarak biliniyorsa, verilen serinin bütün bileĢikleri, aktifliğe
göre gruplara bölünebilir (belli bir aralıktaki büyüklük içinde) ve ETSA her
grup için bulunabilir. Daha sonra ETSA parametrelerinin (matris elementleri)
karĢılaĢtırılması,
aktiflikteki
artıĢ
veya
aktiflik
hakkındaki
ETSA
parametrelerine bağlı olan fonksiyonlar, bu değiĢiklik ile açıklanırlar.
ETSA‟nın belirlenmesi ET metodunun esas amacıdır. Bilinen ETSA ile
kolaylıkla iĢlem sonuçlandırabilir. ĠĢlemin sonuçlanması için aĢağıdakilerin
yapılması lazımdır:
44
1- Yeni aktif bileĢiklerin molekül dizaynı,
2- Aktiflik yönü ile yeni moleküllerin deneysel olmayan bilgisayar
görünüĢlerinin elde edilmesi,
3- Uygun biyoalıcının mümkün olan özelliklerinin tahmini [10].
2.3.3. Algoritma ve bilgisayar uygulamaları
Ġncelenen bileĢik serisi için, ET metodun da takip edilecek aĢamalar aĢağıda
sıralanmıĢtır:
1- Molekülün yapısının çizimi (PM çizim Programı yardımıyla),
2- Konformasyonal analiz (MMX),
3- Elektronik yapının belirlenmesi,
4- Atomik ve bağ elektronik parametrelerinin (atomik yükler, bağ düzenleri,
polarlanabilirlik, HOMO (LUMO) enerjileri, vb.) hesaplanması,
5- ETMC‟nin oluĢturulması,
6- ETSA‟ya karar vermek için ETMC‟nin iĢlemleri,
7- Dizayn ve screening (perdeleme) sistemin oluĢumu [10].
Bu safhada, en fazla iĢ yoğunluğu ve bilgisayar zaman tüketimlerinden biri,
elektronik yapı hesaplaması ve ETSA‟ nın ETMC‟ sine karar verme
iĢlemleridir. Elektronik yapı hesaplamasını kısaltmak için, veri bankası
yöntemi önerilir. QSAR uygulamalarında, incelenen serideki bileĢiklerin
çoğunlukla organik olması ve benzer veya aynı kısımlara sahip ise, elektronik
yapı hesaplamalarını tekrarlamak gerekli değildir. Önceki incelemelerdeki
kısımları içeren elektronik parametrelerden yararlanmak faydalı olur.
BileĢimsel (tertip) metodu olarak adlandırılan bu hesaplama biçiminin
temelinde daha önceki teorik temeller esas alınır [6]. Bu metotta, molekülün
kısımlarını hesaplamak için bazı genel kavramlar kullanılır. Bu metodun ana
fikri; molekülü kısımlarına bölmek ve her kısmın elektronik yapısını ayrı ayrı
45
hesaplamak için, aynı kısımları içeren parçaların, elektronik parametrelerini
diğerine transfer etmektir.
Molekülü kısımlarına bölebilmek, iki kuralla sınırlandırılmıĢtır:
1- Ayrılmalar yalnızca tek bağı kesilerek yapılabilmeli,
2- Molekülün her fragmentine, moleküldeki fragmente en yakın komĢu olan
tüm bağlar dahil edilmelidir. Sınır bağı ve atomik gruplar anlamındaki bu
ayırma iĢlemi, birbirlerini kesen kısımlardaki gibi aynı bağlara sahip olan
her iki fragmentte de olmalıdır.
DüĢündürücü bir örnek ġekil 2.3‟te verilmiĢtir. ġekilde molekülün beĢ kısma
bölündüğü görülmektedir. Kısım I‟de CH3 dahil uygun sınır grupları, kısım II‟
de CH3 ve NH2, vb. görülmektedir. Bu sınır grupları sunulan her iki en yakın
komĢu kısımlarda, sınır bölgelerinde ki yük dağılımını kuvvetlendirmektedir
[10].
ġekil 2.3. CNDO/2 hesaplamalarıyla bulunan kısımların bir örnek üzerinde
gösterimi
ġekil 2.3, büyük moleküllerin örneklendiği CNDO/2 molekül orbital
hesaplamalarını kolaylıkla yapmak için, birkaç küçük kısmın oluĢturulması
olarak düĢünülebilir. MO hesaplamaları yapılırken, kısmın bir çifti ile iliĢkili
olan atomlar, her iki kısmın bölümleri, her iki noktalı dairenin içinde olacak
46
Ģekilde sembolize edilerek iĢlem görür. Valens atomlarının iliĢkili olduğu
atomlar hidrojen ile doyurulur [10].
Yük dağılımı, yoğun matris (Density Matrix, DM) bakımından göz önünde
tutulabilir. Daha sonra matris elementlerinin takip edilmesi ile bir P matris
oluĢur.
P  
n
j
(2.39)
c j c j
j
Burada; cj ve cj sırasıyla iki atomda ki  ve  atomik orbitaller ile ilgili
LCAO-MO katsayıları, j. MO‟ daki ve MO‟ in nj. elektron doluluğu; P 
bağında elektron yoğunluğu karakteristiğinin bağ düzeni ile iliĢkilidir. Eğer
kısımlar bağımsız ise, o zaman atomlardan her biri kendi DM‟ si tarafından
tanımlanır (P(i)) ve molekülün tüm DM‟ si köĢegen pozisyonları dolduran daha
küçük matrislerin (P() ;  = 1, 2, 3, ..., k) bir seti olur. Fakat, bağlar ve ortak
atomik gruplardan dolayı, farklı kısımlar arasındaki atomların iliĢkisi,
P'matris elementleri ile P' çakıĢma (üst üste binme) yoğunluğu vardır. DM
özetlenirse;
P P
+ P
(2.40)
takip edilerek bakılırsa:
P 1 (1)
P '21
P ' 12
P 2 (2)
...
...
P n (n)
47
DM‟in fragmentinin, molekülün geometrisi (konformasyonu) hakkında bir
bütün olarak yeterli bilgi vermediği açıktır. Bu yüzden, DM kısımlarındaki
“Sewing” (DikiĢ) yöntemindeki moleküllerden biri konformasyon analizine
dahil edilir. Farklı karĢılıklı kısımların geometrileri, sınır atomlarının AO‟leri
arasındaki uygun çakıĢan integrallerinden etkilenir. Bu yüzden, bizim
BileĢimsel (tertip) metodumuzda çakıĢan integralleri dahil eden yük dağılım
matrisi (S), bağ düzenlerini hesaplamak için kullanılmıĢtır. Özellikle, EĢitlik
2.41‟ ile atomik yükler hesaplanabilir [10].
P  
n
c  j c  j S  j j
(2.41)
q   P   1 / 2  P 
(2.42)
j
j

Kısımlar halinde tahmini düzenlemede, gerçek sistem için hesaplamaların
yapılması ve onların aynı CNDO/2‟deki tahmini tüm molekülün hesaplaması
ile karĢılaĢtırılması, bileĢimsel (tertip) metodunun uygulamasında oldukça
yeterli sonuçlar verdiği gösterilmiĢtir [10]. Sınır atomları için bazı çeliĢkiler
olmasına karĢın, bu durum ET metodunun gerçekleĢmesini engellemediği
belirtilmiĢtir [10].
Organik molekülün farklı kısımlarının elektronik yapısı hakkında veriler, yeni
kısımlar hakkındaki veriler ile sürekli güncelleĢtirilerek veri bankasında
depolanır. Bu durum elektronik yapının hesaplanması için, büyük ölçüde daha
az
bilgisayar
zamanı
alır.
Örneğin,
chymotrypcin‟in
inhibitörünün
problemindeki 103 moleküllü bir seri için, 70 kısım hesaplanmıĢ, bundan
sonra bir baĢka 143 moleküllü bir inhibitör için yalnızca 20 yeni kısım
hesaplanmak zorunda kalınmıĢtır [10].
ETSA‟in aktifliğini değerlendirmek için ETMC yöntemi, problemin en zor
bileĢenlerinden biri ve bilgisayar zamanı en uzun olandır. Geleneksel metotlar,
molekül haritalarının kesiĢmesinin algoritması amacı için kullanılırdı. Bir
48
alternatif algoritma ET metodu kullanılarak Bersuker ve Dimoglo tarafından
sonuçlandırmıĢtır [10]. Bu yolla, baĢlangıç ETMC‟ nin matris elementleri (en
aktif bileĢiklerden biri için) bilgisayar ile karĢılıklı aktif bir sistemle çalıĢılarak
ve bütün diğer ETMC‟ ler ile kıyaslanarak, aktif ve inaktif bileĢiklere bölünen
alt matris açıklanmıĢtır. Bu algoritma, uygun molekül haritalarının
kesiĢmesinin araĢtırılmasına dayanan geleneksel metotların herhangi birinden
çok daha verimlidir.
ET metodunun hesaplama evrelerini Ģekillendiren genel Ģema ġekil 2.4‟de
gösterilmiĢtir.
A raş tırma altın d aki
b ileş iklerin s eris i
Veri b an kas ın d a o lmay an
elektro n ik y ap ın ın kıs ımların ın h es ap lan mas ı
Kıs ımlar
M o lekü l kıs ımların ın elektro n ik v e g eo metrik y ap ıs ı
h akkın d a v eri b an kas ı
P matriks in in d eğ er b içme
kıs mın ın Sewin g (d ikiş )' i
Elektro n ik p arametrelerin
h es ap lan mas ı
Geo metrin in o p timizas y o n u
(Ko n fo rmas y o n an aliz)
M o lekü lü n elektro n ik
y ap ıs ı h akkın d aki
v eri b an kas ı
ET M C' n in
d eğ erlen d irilmes i
A ktiflik için s o ru mlu kıs mın
ET M C' s in in d eğ erlen d irilmes i
So n u cu ö n ced en h ab er v eren
s is temin in ş aatı
ġekil 2.4. QSAR problemi için elektron topolojik yaklaĢımın genel hesaplama
Ģeması [10].
49
2.4. MOPAC-6 Paket Programının Özellikleri
MOPAC Kimyasal reaksiyonların incelenmesi için, yarı deneysel moleküler
orbital hesaplarını yapmak üzere, genel amaçlı hazırlanmıĢ paket programdır.
Yarı deneysel hamiltonlar AM1 (Austin Model 1), MNDO ve MINDO/3 gibi
programlar pratik olarak iĢletilmiĢtir. TitreĢim spektrumları, termodinamik
değerler, izotopik substitüsyon etkileri ve kuvvet sabitlerinin hesap edilmesi,
bağ uzunluklarının, bağ açılarının, atom yüklerinin, atom yoğunluklarının,
iyonizasyon potansiyellerinin bulunması, tamamıyla entegre edilmiĢ bu paket
programda birleĢtirilmiĢtir.
HesaplanmıĢ öz vektörlerin ve lokalize olmuĢ orbitallerin elektronik kısımları
içerisinde; kimyasal bağ indisleri, yükleri, moleküler orbitalleri vs.
hesaplanmıĢtır. Kimyasal reaksiyonları incelemek için, geçiĢ hal değerinin
sabit kaldığı ve iki geçiĢ hali arasındaki optimize edilmiĢ değerler
kullanılabilir.
MOPAC bir taraftan kuantum kimyası ve termodinamikteki pek çok
kavramları içine alırken diğer taraftan oldukça ileri matematik ifadeleri de
kullanır. Fakat yinede, datalar mümkün olduğu kadar basit tutulmaya
çalıĢılmıĢtır. Bu nedenle kullanıcı dikkatini yalnızca kimya kısmına verir.
MOPAC-6 programı, MOPAC-5‟deki bazı problemlerin giderildiği, aynı
mantık üzerine çalıĢan bir programdır.Kuantum ve termodinamiğin ileri
derecedeki hesaplamalarıyla ilgilenmez 72.
2.6. Elektron Topolojiyle Ġlgili Literatür Özeti
Dimoglo ve arkadaĢları, amber kokusu ve kimyasal yapı arasındaki iliĢkiyi
ETM‟ la araĢtırmıĢlardır [73]. Bu araĢtırmada toplam 163 bileĢik (82 aktif, 81
inaktif) incelenmiĢtir. Burada zayıf amber kokusuna sahip olan bileĢikler
inaktif olarak sınıflandırılmıĢtır. Bu bileĢiklerde iki özellik (özellik I ve II)
50
bulunmuĢtur. Bu özelliklerin aktif bileĢikler sınıfındaki bulunma olasılığı PA=
0,95 olarak bulunmuĢtur. AraĢtırma sonunda amber kokusunun bileĢiklerin
yapısı ve elektronik karakterleriyle güçlü bir ilgisinin olduğu bulunmuĢtur
[73].
Dimoglo ve arkadaĢları, tiyosemikarbazon türevlerinin yapı-antitimör aktivite
iliĢkisini ETM kullanarak incelemiĢlerdir [74]. Bu inceleme de toplam 70
bileĢik incelenmiĢtir. Bu bileĢikler; 34 bileĢik aktif, 12 bileĢik düĢük aktiviteli
ve 24 bileĢik inaktif olarak sınıflandırılmıĢtır. Ġnceleme sonunda aktif
bileĢikler için geçerli olan özelliğin bulunma olasılığı (PA) 0,94 olarak
bulunmuĢtur. Bu aktif özellik 34 aktif bileĢikten 31‟inde (LA= 31) ve 24
inaktif bileĢikten 1‟inde (LĠA= 1) ortaya çıkmıĢtır [74]. Ayrıca bu çalıĢmada
pC50 (biyolojik aktivite), EHOMO ve ELUMO arasındaki enerji farkıyla (E), N3
atomunun yükü (QN) bağımsız parametre olarak alınmak suretiyle regrasyon
analizi yapılmıĢtır. Sonuç olarak:
PC50=37,34 (4,17) + 2,87 (0,42) EHOMO + 0,46 (0,28) E –
20,23  3,48) QN
(2.43)
bulunmuĢtur. Burada R2= 0,91 ve S= 0,22‟dir (R korelasyon katsayısı ve S
tahmini standart hatadır) [74].
Saraçoğlu, nükleosit türevlerine ait 71 bileĢiğin (39 aktif ve 32 inaktif)
kimyasal yapı ve anti-HĠV-1 (AIDS) aktivitesi arasındaki iliĢkiyi ETM‟la
incelemiĢtir [75,76]. Bu inceleme sonucunda aktif bileĢiklere ait iki aktif
özellik (özellik I ve II) bulmuĢtur. Özellik I 39 aktif bileĢikten 22‟ inde (LA=
22) ve 32 inaktif bileĢikten 1‟inde (LĠA= 1); özellik II ise 39 aktif bileĢikten
35‟in de (LA= 35) ve 32 inaktif bileĢikten 2‟sinde (LĠA= 2) bulmuĢtur. Her iki
özellik için özelliğin gerçekleĢme olasılığı 0,92 olarak bulmuĢtur [75,76].
51
Sarıpınar ve arkadaĢları, tiyosemikarbazon türevlerinin yapı-antitüberküloz
aktivite iliĢkisini ETM kullanarak incelemiĢlerdir [77]. Bu inceleme de toplam
71 bileĢik: 34 bileĢik yüksek aktiviteli, 11 bileĢik düĢük aktiviteli ve 26 bileĢik
inaktif olarak sınıflandırılarak incelenmiĢtir. Ġnceleme sonunda bir aktif
(özellik I) ve bir inaktif (özellik II) olmak üzere iki özellik bulunmuĢtur.
Özellik I‟ in gerçekleĢme olasılığı (PA) 0,91 ve özellik II‟ nin gerçekleĢme
olasılığını (PĠA) 0,95 olarak bulmuĢlardır [77].
Güzel, ET yaklaĢımla glikolik asit oksitlerinin (gylcolic acid oxidase) inhibitör
aktivitesiyle kimyasal yapıları arasındaki iliĢkiyi 85 bileĢik (36 aktif, 49
inaktif) için incelemiĢtir [78].
Güzel ve arkadaĢları, dibenzo [a,d] sikloalkenimin‟in bir serisinin yapıantagonist aktivite iliĢkisini 71 bileĢik (38 aktif, 33 inaktif) için ETM‟ u
kullanarak incelemiĢlerdir. Ġnceleme sonunda seri için iki aktif özellik
bulmuĢlardır. Her iki özelliğin gerçekleĢme olasılığı (PA) 0,89‟ dur [79].
Dimoglo ve arkadaĢları, ET yaklaĢımla dekalin ve dekalin olmayan 163
bileĢiğin (82‟si amber kokusuna sahip, 81 amber kokusuna sahip olmayan)
yapı-amber koku iliĢkisini incelemiĢlerdir [80].
Shvets ve Dimoglo, ET yaklaĢımla bileĢiklerin yapısıyla koku arasındaki
iliĢkiyi, farklı bileĢik serileri için açıklamıĢlardır [4].
BÖLÜM III
3. Mouse Asetil Kolin Esteraz (MAChE) Ġnhibitorlerinin Yapı Aktivite
ĠliĢkisinin Elektron Topolojik Metotla Ġncelenmesi
Asetil kolin esteraz (AChE)‟ ın inhibitörlerini kullanarak, merkez
cholinergic fonksiyonların aktivitesi için umut verici bir tedavi elde edebilir.
Bu enzim (AChE) asetil kolinin metabolik hidrolizinden sorumludur. AChE
inhibitörlerinin (örnek olarak; tetrahydro-9-aminoacridine (THA=Tacrine)
ve physostigmine), ihtiyarlığa ait Alzheimer tipi ve ilgili düzensizlikler
sonucu ortaya çıkan hafıza kayıplarına olumlu etkiler yaptığı klinik
çalıĢmalarla ispatlanmıĢtır [81-83]. Torpedo californica (TcAChE) ve fare
(mouse AChE, MAChE) olarak adlandırılan iki kristal AChE yapısı insan
AChE (human AChE, HAChE)‟ nın yerine bir çok model çalıĢmasında
yaygın olarak kullanılmaktadır.
Önceki AChE inhibitörlerinin çalıĢmalarının baĢarısızlığı iki grup altında
toplanabilir:
1.
Önceki çalıĢmalarda; molekül dinamiğinden dolayı, ligand-alıcı
yaklaĢım modeli kullanılmaktaydı. Bu modelin ölçümleri pahalıydı
ve bu sadece küçük bir seri (1-7 molekül) için kullanılabilmekteydi,
2.
Kantitatif yapı aktivite iliĢkisi (QSAR) analizi, alıcı yapısı hakkında
zorunlu olarak gerekli özel bilgilere sahip değildi.
QSAR ya
karĢılaĢtırmalı molekül alan analizi (Comparative Molecular Field
Analysis, CoMFA [84]) ya da geleneksel 2D QSAR metotlarını
([6,85-88]) kullanıyordu.
Birinci yaklaĢım, üç boyutlu uzayda (3D) bazı yollarla sıraya konulan bir
serinin bileĢiklerine uygulanabiliyordu. Bu yaklaĢımlar bir inhibitör ve bir
enzim (baĢlıca doğal ve biçime bağlı olarak kovalent olmayan) arasındaki
53
etkileĢimin tahminine dayanıyordu. Genellikle en sert ve en aktif molekül
referans yapısı olarak kullanılırdı. ġayet Ġncelenen moleküller esnekse,
CoMFA yaklaĢımlarında sıraya koyma çok karmaĢık olmaktadır.
CoMFA physostigmine, 9-amino-1, 2, 3, 4-tetrahidroakridin (THA),
edrophonium (EDR) ve AChE‟ ın çeĢitli inhibitörlerinin diğer yapıları için
QSAR geliĢmesi kullanılmıĢtır [89]. Haral ve arkadaĢları, enzim/inhibitör
komplekslerinin (EDR/AChE, THA/AChE ve decamethonium/AChE)
kristal yapılarının elde edilebilirliği, aktif yapı ve enzimin aktif kısmındaki
inhibitörlerin karĢılıklı yönlendirilmesine iliĢkin bilgi vermiĢlerdir [90].
Bir grup araĢtırmada da, EDR ve THA‟nin kristalografik (crystallodraphic)
yapılarına ilave edilen inhibitörler, üst üste çakıĢtırılarak Ģablon olarak
kullanılmıĢ, CoMFA modeline ait yüksek bir tahminle (q2= 0,73), q2rehber bölge seçim metodunun çapraz onaylama (cross-validated) tekniği 60
AChE inhibitörü elde etmek için uygulanmıĢtır [91-93].
Bir baĢka çalıĢmada, 13 bileĢik serisi için AChE inhibitörlerinin
fizikokimyasal özelliklerini sınırlandırmayı amaçlayan bir karĢılaĢtırmalı
QSAR analizine giriĢilmiĢtir [94]. Bu 13 bileĢik serisine; physostigmine
analogları, 9-amino-1, 2, 3, 4-tetrahidroacridine (tacrine) ve benzaminler
olarak adlandırılan AChE inhibitörlerinin üç ana sınıfı alınmıĢtır [94]. Her
sınıf içinde hesaplanan eĢitlikler belirtilmiĢtir. Ġnhibitör aktivitesinden
etkilenen temel fizikokimyasal özellikler, bütün bu seriler için hemen
hemen aynıdır ve uygun parametreler kullanılarak nitelendirilmiĢtir.
Bu çalıĢmada Ģu sonuçlara varılmıĢtır [94]:
a- Physostigmine ve benzilamin türevleri sınıfının aktivitesi için
hidrofobiklik (suya karĢı) kritik bir rol oynamaktadır,
54
b-
Elektronik
etkiler,
benzilamin
türevlerinin
değiĢen
substituentlerinin sonucu ortaya çıktığından, karĢılıklı etkileĢimler
önemlidir,
c- Sterik faktörler de önemlidir. Fakat, sterik ve hidrofobik
parametreler arasındaki çizgisel toplama, bu faktörler hakkında
herhangi bir kesin sonuç çıkarmalarına izin vermemiĢtir [94].
CoMFA modeli, bir yeni genetik algoritma-temel bölge seçim metodunun
doğruluğunu ispatlamak için de kullanılmıĢtır [95]. Bu metotla, 3D
uzayındaki
molekül
etkileĢimlerinin
yeri
tam
olarak
belirtilmiĢtir
(etkileĢimlerin gerçek nedeni bulundu). AChE inhibitörlerinin yayınlanmıĢ
veri setleri için yüksek bir iç tahmin ve değiĢken alanların sayısının düĢük
olmasını sağlayan birkaç model geliĢtirilmiĢtir [96]. Bu modeller arasından
bir son model seçilmiĢ, son modelin çevre haritasının katsayıları AChE‟ ın
aktivitesinin özellikleriyle kıyaslanmıĢtır. AraĢtırılan moleküller için yapısal
gereksinimler, son modelin sadeleĢtirilmiĢ 3D çevre harita katsayılarından
kolaylıkla çıkarılabilir. Bu son modelin, geleneksel CoMFA yaklaĢımları
yardımıyla hesaplanan serinin önceki çalıĢmalardaki sonuçlarla uyum içinde
olduğu görülmüĢtür.
TcAChE‟ ın üç boyutlu yapısının aydınlatılmasından önce, AChE
inhibitörlerinin birkaçı QSAR çalıĢmalarına dayanarak, Japonya‟daki Eisai
ġirketi tarafından geliĢtirilerek sentezlenmiĢ ve değerlendirilmiĢtir [97]. Bu
sentezlenen bileĢiklerden biri (E2020, AChE inhibitörlerine dayanan Nbenzilpiperidin‟in büyük ailesinin bir üyesi) Aricept olarak satıĢa
sunulmuĢtur [98]. E2020-TcAChE kompleksinin deneysel yapısı, yapısı
önceden gösterilen bu bileĢiklerin yüksek ilgisi ve seçiciliği için sorumlu
özel etkileĢimler tam olarak belirlenmiĢtir [91].
55
E2020‟ de, yapının altındaki aktif yerin anyonik substituentlerinden, üstteki
anyonik yerin çevresine kadar, aromatik istiflerle etkileĢme yoluyla
aromatik asit kalıntılarından korunarak, aktif yerin boğazı (reseptörün aktif
merkezinde dar bir geçit. Reseptöre varmadan aktif moleküller bu boğazı
geçmek zorundadırlar) boyunca tek bir yönlenmeye sahiptir. Ama E2020 ne
katalitik üçlü ile ne de‟oxyanion (oksijen atomu içeren bir anyon) boĢluğu‟
ile doğrudan etkileĢir. Fakat sadece dolaylı olarak çözücü molekülleri
aracılığıyla etkileĢme olur.
AChE inhibitörlerinin yeni bir ailesi olan N-benzilpiperidinler yüksek
seçicilikleri ve etkilerinden dolayı son zamanlardaki araĢtırmaların odağı
olmuĢtur
[85-87,99-103].
Ġnhibitörlerin
bu
sınıfının
yapı-aktivite
çalıĢmalarından hem benzoil içeren fonksiyonelkısmın ve hem de Nbenzilpiperidin moiety (kısım) bağının AChE engellemek için çözüm
yolunu belirleyici nitelikte olduğu belirlenmiĢtir [86].
Bu tip bileĢikler sınıfının daha sonraki çalıĢmaları, AChE inhibitörlerinin
seçiciliğinden sorumlu olan N-benzilpiperidin türevlerinin 111 bileĢiği serisi
için yapılmıĢtır [85]. Birinci seride MAChE inhibitörlerinin 82 bileĢiği
araĢtırma seti olarak kullanılmıĢ [104,105], elde edilen sonuçları onaylamak
için ikinci setteki 29 bileĢik için çalıĢma tekrarlanmıĢtır. Bu setteki
bileĢiklerin aktivitesi farklı Ģartlarda ve farklı enzim olan Human AChE
(Ġnsan AChE, HAChE) üzerine ölçülmüĢtür [104,106]. Bu bölümde, makul
bir hesaplamayla MAChE‟ın katalitik yeri için, 82 N-benzilpiperidin AChE
inhibitörleri bütünündeki dock (aktif molekülü reseptörün içine indirmek)
için ortaya çıkan olası özel bir durum anlatılmıĢtır. Bir 3D QSAR modeli
CoMFA uygulamalarıyla sonuçlandırılmıĢtır. Bu çalıĢmada geçerliliği
gösterilen modelle, bir baĢka enzim ve/veya farklı incubation (biyolojik
testlere girmeden önce bakterileri büyütme zamanı) zamanı ve pH seviyesi
üzerine inhibitör aktivite verilerinin değiĢimi tartıĢılmıĢtır.
56
Son zamanlarda, bu konuda bir kaç çalıĢmadan söz edilmektedir. Bu
çalıĢmalardan biri, geri dönüĢümlü AChE inhibitörlerinin QSAR‟ ı ve
molekül modellemesi ile ilgili olandır [107].
Kompleks bir araĢtırma sonucunda, AChE‟ ın benzilamin inhibitörlerinin
bir serisi, enzimin aktif yerinin değiĢimi varsayımına dayanarak dizayn
edilmiĢtir [108]. ÇalıĢma sonucu, 3-[1-(fenilmetil)-4-piperidinil]-1-(2,3,4,5tetrahidro-1H-1-benzazepin-8-il)-1-propan
fumarat
(TAK-147)‟nin
keĢfedilmiĢtir. Ayrıca, karĢı etkiler kullanılarak, önceden yapılan teorik ve
deneysel çalıĢmaların bir devamı olan daha uzun ve daha çok seçici
davranıĢlı, AChE inhibitörlerine ait yeni bir sınıf ortaya konulmuĢtur [109].
Yeni bulunan potansiyel ilaçların (örnek olarak donepezil hidroklorür),
physostigmine
ve
tacrine
olarak
adlandırılan
ilk
bilinen
AChE
inhibitörlerinin dezavantajlarının üstesinden gelmesi umuluyordu.
Birçok makalede yazarlar, bir biyolojik aktif yapının seçimiyle iliĢkili
olarak, belirsizliğin tamamen giderilemediği ni ve alıcı yapılarının varlığını
bir gerçek olarak ifade etmiĢlerdir. Ligand-alıcı kompleksinin yapısı
hakkında çeĢitli varsayımlar mevcuttur. Burada bu belirsizliği azaltmak
(veya hatta kaldırmak) için Elektron Topolojik Metot (ETM) kullanılmıĢtır
[2-4,7,8]. Bu çalıĢmada, farklı AChE ile N-benzilpiperidin türevlerinin
ligand-alıcı etkileĢimi için sorumlu olan molekül fragmentlerinin daha
dikkatli teĢhisi amaçlanmıĢtır [85].
Metot seçimi için aĢağıdaki yargılara varıldı:
a- ETM, yapı aktivite iliĢkisi (SAR, [2-4]) araĢtırmalarında hemen
hemen 30 farklı dalda ki seriye uygulanarak, benzer çalıĢmaların bir
kaçında yüksek tahmin yeteneği olduğu göstermiĢtir,
57
b- ETM metodunda, molekül yapısının baĢlangıç düzenlenmesine gerek
yoktur ve metodun uygulandığı bileĢiklerin büyüklüğünün ve
yapısının farklı olmasının da bir önemi yoktur (baĢka bir deyiĢle,
analiz edilecek moleküllerin ortak bir iskelet yapısına sahip olması
zorunlu değildir),
c- ETM, yeni aktif bileĢiklerin sentezi için basit kurallar sağlayarak
fragmentler seçmeye olanak sağlar.
3.1. Veri Serileri
Ġncelenen
bileĢikler
gösterilmektedir.
Bu
(toplam
133)
bileĢiklerin
Çizelge
yapı
3.1,
iskeletleri,
3.2
ve
3.3‟de
mümkün
olan
substituentleriyle birlikte ġekil 3.1‟de verilmiĢtir (ġekil 3.1). Bu bileĢiklerin
biyolojik aktiviteleri MAChE (Çizelge 3.1), HAChE (Çizelge 3.2) ve
TcAChE (Çizelge 3.3) olarak adlandırılan farklı AChE‟ de ölçülmüĢtür.
Moleküllerin baĢlangıç analizleri için, Tripos Force Field (Tripos Etki Alan)
metodu [84] ve SYBYL/SEARCH [110] tercihi kullanılarak molekül
yapılarının optimizasyonun da kullanılmıĢtır. Ayrıca, optimize yapıların
verileri kuantum kimyasal hesaplamalardan AM1 yoluyla hesaplanmıĢtır
[111]. Buradan alınan sonuçlar, daha sonra ETM uygulamaları sırasında
çeĢitli giriĢ verilerinin seçimi için saklandı.
Birinci seriye 82 molekülün MAChE‟nin inhibitörü dahildir (Çizelge 3.1)
[104,105]. Seri 1‟deki moleküller, 27 molekül aktif (log 1/IC50  1,26), 27
molekül düĢük aktiviteli (0,18  log 1/IC50  1,26) ve 28 molekül inaktif
(log 1/IC50  0,18) olarak sınıflandırılmıĢtır.
58
N
N
R1
N
R1
R2
B
A
O
O
O
O
N
N
CH2
CH2
O
N
O
B5
B4
N
CH2
N
CH2
N
CH2
CH2
N
O
CH2
B3
O
N
N
O
B2
O
N
CH2
O
B1
O
B6
O
CH2
N
CH2
N
O
B7
B8
B9
O
O
O
CH2
N
CH2
N
N
O
N
H
B12
B11
B10
O
O
CH2
N
N
H
B13
O
CH2
N
N
H
B14
O
CH2
N
Cl
N
H
B15
ġekil 3.1. Ġncelenen bileĢiklerin ortak molekül iskeletleri
O
59
O N
CH2
N
O N
CH2
CH2
O
O
NH
B16
O
N
O
N
H
B18
B17
N
O
CH2
NH
O
O
B20
B19
CH2
CH3 N
NH
O
N
O
CH2
B21
R1
N
R1
N
N
N
O
N
CH3
N
O
O
R2
N
N
O
O
C
R1
N
O
D
C1
O
H 3C O
H 3C O
E
O
R 1 -C H 2
H 3C O
R1
CH2
H 3C O
F
G
N -R1
60
Çizelge 3.1. N-Benzil piperidin türevleri tarafından MAChE‟nin in Vitro
inhibisyonu ve özellik FÖ-3-I ve AFÖ-3-II‟nin gerçekleĢmesi
Bil. Ġsk. R1
No Tipi
R2
1
A C6H5CO
2
A o-CH3 C6H5CO
3
A m-CH3 C6H5CO
4
A p-CH3 C6H5CO
5
A o-NO2 C6H5CO
6
A m-NO2 C6H5CO
7
A p-NO2 C6H5CO
8
A p-OCH3 C6H5CO
9
A p-CHO C6H5CO
10 A p-Cl C6H5CO
11 A p-F C6H5CO
12 A p-CH3CO C6H5CO
13 A p-(C6H5CH2SO2) C6H5CO
14 A o-piridin CO
15 A m-piridin CO
16 A p-piridin CO
17 A C6H11CO
18 A C6H5CH2
19 A C6H5CO
20 A C6H5CO
21 A C6H5CO
22 A C6H5CO
25 A p- C6H5CH2SO2) C6H5CO
26 A p-OCH3 C6H5CO
27 A p-F C6H5CO
28 A p-NO2 C6H5CO
29 A p-piridin CO
30 A C6H11CO
+ Özelliğin gerçekleĢmesi
H
H
H
H
H
H
H
H
H
H
H
H
H
H
H
H
H
H
CH3
C2H5
ArCH2
C6H5
CH3
C2H5
C6H5
C6H5
C6H5
C6H5
C6H5
C6H5
Log
(1/IC50)
(M)
0,25
0,00
0,33
0,74
0,06
0,64
1,26
1,06
0,92
0,74
1,07
1,29
1,54
0,10
1,16
1,41
-0,20
-1,66
0,77
0,89
0,03
1,46
3,22
3,52
3,22
0,23
1,74
2,27
1,19
-0,97
FÖ-3-I AFÖ-3-II
(Aktif)
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
-
(Ġnaktif)
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
-
61
Çizelge 3.1. (Devam) N-Benzil piperidin türevleri tarafından MAChE‟nin in
Vitro inhibisyonu ve özellik FÖ-3-I ve AFÖ-3-II‟nin
gerçekleĢmesi
Bil. Ġsk. R1
No Tipi
R2
31 A
CH3CO
32 A
CH3CH2CO
33 A
CH3CO
34 A
CH3CO
35 A
CH3CO
36 A
CH3CO
37 A
CH3CH2
38 A
CH3CO
39 A
CH3CO
40 B
C6H5CO(CH2)3
41 B
B1
42 B
B2
43 B
B3
44 B
B4
45 B
5-NO2-B2
46 B
5-NH2-B2
47 B
5-CH3CONH-B2
48 B
5- C6H5CONH-B2
49 B
5-CH3O-B2
50 B
5- C6H5CH2NHCO-B2
51 B
5- C6H5CO-B2
52 B
3-NO2-B2
53 B
3-NH2-B2
54 B
5- C6H5CONH-B2
55 B
B5
56 B
B6
57 B
B7
58 B
B8
59 B
B9
C6H5
C6H5
m-OCH3 C6H5
p-OCH3 C6H5
m-F C6H5
p-F C6H5
C6H5
p-piridin
CH3
Log
FÖ- AFÖ(1/IC50) 3-I
3-II
(Aktif)
(Ġnaktif)
(M)
1,28 +
0,08
1,34 +
0,15
+
1,19 +
0,69 +
+
-1,08
0,97 +
0,18
+
0,28
+
1,01
+
1,52
-1,43
-0,48
+
1,90
2,06 +
2,55 +
2,92 +
2,10 +
2,66 +
2,62
2,05 +
1,96 +
0,47
1,89 +
-0,04
+
0,00
+
1,77 +
-0,20
+
62
Çizelge 3.1. (Devam) N-Benzil piperidin türevleri tarafından MAChE‟nin in
Vitro inhibisyonu ve özellik FÖ-3-I ve AFÖ-3-II‟nin
gerçekleĢmesi
Bil. Ġsk. R1
No Tipi
60
61
62
63
64
65
66
B10
B11
B12
B13
B14
B15
B16
67
B
B
B
B
B
B
B
C
68
R2
Log (1/IC50)
(M)
FÖ-3-I
(Aktif)
AFÖ-3-II
(Ġnaktif)
1,64
-0,08
0,10
2,38
1,89
2,35
0,57
+
+
+
+
+
-
o-CH3-Bzl
0,11
-
+
C
m-CH3-Bzl
0,84
-
-
69
C
p-CH3-Bzl
-1,61
-
+
70
C
o-NO2-Bzl
-1,15
-
+
71
C
m-NO2-Bzl
0,43
-
+
72
C
p-NO2-Bzl
-0,52
-
+
73
C
C6H5CH2CH2
-1,11
-
+
74
C
C6H5CH=CHCH2
-1,73
-
+
75
C
C6H5CO
-1,72
-
-
76
C
H
-1,41
-
+
77
C
-1,58
-
+
78
C
C6H11CH2
0,39
-
+
79
C
adamantilCH2
-1,38
-
+
80
C1
p-CH3O-Bzl
0,36
-
-
81
C1
p-Cl-Bzl
0,62
+
-
-0,83
-
-
CH2
82 C1 CH3
63
Çizelge 3.2. N-Benzil piperidin türevleri tarafından HAChE‟nin in Vitro
inhibisyonuinhibisyonu ve özellik FÖ-3-III ve AFÖ-3-IV‟nin
gerçekleĢmegerçekleĢmesi
Bil. Ġsk.
No Tipi
R1
83
84
85
86
87
88
89
90
91
92
H
5- CH3
5, 6-(CH3)2
5-OCH3
6-OCH3
7-OCH3
6-NHCO CH3
6-NHCO C6H5
6-NHSO2 C6H5
D
D
D
D
D
D
D
D
D
D
6
R2
N
O
93 D
6-NH2
94 D
6-OH
95 D
6-Br
96 D
6-CN
97 D
6-CONH2
98 B
B17
99 B
B18
100 B
B19
101 B
B20
102 B
B21
103 E
O
104 E
O
105 E
O
106 E
O
107 E
O
108 E
S
109 E
CH=CH
110 E
N=CH
111 E
NH
(CH2)3
E-CH=CH
O-CH3
NH-CH2
NH-(CH2)2
(CH2)2
(CH2)2
(CH2)2
(CH2)2
FÖ-3-III
(Aktif)
AFÖ-3-IV
(Ġnaktif)
1,26
2,11
2,24
2,14
2,08
2,15
2,55
2,03
1,85
3,10
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
-
1,70
1,59
1,30
1,00
2,06
3,48
2,44
3,24
3,02
3,32
0,05
0,68
-0,41
0,49
0,09
1,05
0,66
0,47
0,92
+
+
+
-
+
+
+
+
+
+
+
+
+
Log
(1/IC50)
(M)
64
Çizelge 3.3. N-Benzil piperidin türevleri tarafından TcAChE‟nin in Vitro
inhibisyonu ve özellik FÖ-3-V ve AFÖ-3-VI‟nın
gerçekleĢmesi
Bil. Ġskelet
No Tipi
112 F
113 F
114 F
115 F
116 F
117 F
R1
FÖ-3-V
(Aktif)
AFÖ-3-VI
(Ġnaktif)
2,24
+
-
0,32
-
+
1,03
-
+
3,05
+
-
2,82
+
-
2,52
+
-
2,00
3,00
2,70
2,40
0,66
2,74
2,02
1,40
1,00
2,02
1,10
0,80
-1,00
-0,73
2,05
0,74
+
+
+
+
+
+
-
+
+
+
+
-
Log (1/IC50)
(M)
C H2
N
C H2
N
C H2
N
N
C H2 - C H2
( C H2)3
( C H 2 - HC) 2
N
N
N
118 G
CH2(2-CH3- C6H5)
119 G
CH2(3-F- C6H5)
120 G
CH2(3-CH3- C6H5)
121 G
CH2(3-NO2- C6H5)
122 G
CH2(3-OCH3- C6H5)
123 G
CH2(4-OH- C6H5)
124 G
CH2(4-F- C6H5)
125 G
CH2(4-CH3- C6H5)
126 G
CH2(4-NO2- C6H5)
127 G
CH2(2-F- C6H5)
128 G
CH2(2-OCH3- C6H5)
129 G
CH2(2-NO2- C6H5)
130 G
CO- C6H5
131 G
H
132 G
CH2-C6H11
133 G
CH2-CH2- C6H5
65
Ġkinci seri 29 molekül HAChE‟ nin inhibitörünü içermektedir (Bkz. Çizelge
3.2) [106]. Seri 2‟deki moleküller, 16 molekül aktif (log 1/IC50  1,70) ve
13 molekül inaktif (log 1/IC50  1,70) olarak sınıflandırılmıĢtır.
Üçüncü seri 22 molekül TcAChE‟nin inhibitörünü içermektedir. Bu seri 13
molekül aktif (log 1/IC50  1,40) ve 9 molekül inaktif (log 1/IC50  1,40)
olarak sınıflandırılmıĢtır (Bkz. Çizelge 3.3) [97].
ETM‟ ler her proteinin (karĢılaĢtırma için farklı AChE proteinlerinin verisi
bileĢiklerin bir kombine serisinde [87] ve ayrılmıĢ serisinde [85,87]
denendi) özel aktif özelliklerini tanımak üzere, her set için ayrı ayrı
uygulanmıĢtır.
3.2. N-benzilpiperidin Türevlerinin (MAChE, HAChE, TcAChE)
Konformasyon Ġncelemesi
Elektron topolojik Ģemaya göre; öncelikle bütün serilerin konformasyon
analizlerinin
yapılması
gerekmektedir.
Bu
çalıĢmada,
bu
serideki
bileĢiklerin konformasyon analizi, moleküler mekanik (MMX) ve kuantum
kimyasal yöntemler (AM1-MOPAC) kullanılarak yapılmıĢtır.
Ġncelenen seri tipindeki bileĢikler esnek olduğundan dolayı, konformasyon
yapılarının iyi bir Ģekilde tespit edilmesi gereklidir. ġekil 3.2 ve ġekil 3.4‟te
yapısı verilen iki aktif (N98, N112) ve ġekil 3.3 ve ġekil 3.5‟de yapısı
verilen iki inaktif (N105, N130) bileĢiklerin konformasyonu iki yöntem
(MMX ve AM1-MOPAC) kullanılarak yapılmıĢ ve moleküldeki atomlar
arası bağ mertebeleri, açılar ve torsiyon açıları mukayese edilmiĢtir (Bkz.
Çizelge 3.4, 3.5, 3.6, 3.7).
66
Konformasyon analiz ve kuantum kimyasal metotların sonuçlarına göre bağ
uzunlukları, hata sınırları içerisinde birbirine uyumlu olduğu çizelgelerden
görülmektedir. Çizelge 3.4‟te bağ uzunluğu her iki yöntem için sırasıyla;
N1-C2 1,46†1,46 Å, N1-C10 1,32†1,30 Å ve C14-C15 1,52†1,54 Å‟dır.
Çizelgeden de görüldüğü gibi; bağ uzunlukları hibritleĢmeye göre
değiĢmektedir. Aynı durumlar bağ açıları içinde geçerlidir.
Torsiyon açıları ise iki metoda göre bazı bileĢiklerde hata sınırları içinde
yakın olmasına karĢın, bazılarında farklılıklar görülmektedir.
Benzer durumlar diğer moleküller içinde görülebilir (Bkz. Çizelge 3.5, 3.6,
3.7).
O
29
N
21
H
17
20 O
15
16
CH2
11
14
CH2
13
N 19
10
N
1
2
C
3
12
ġekil 3.2. N98 bileĢiğinin yapısı
Çizelge 3.4. N98 bileĢiği için MMX ve AM1 sonuçları
Bağ Uzunluğu (Å)
Bağ Açısı (Derece)
Torsiyon Açısı (Derece)
Atomlar
MMX AM1
Atomlar
MMX
AM1
Atomlar
C11-C13
1,52
1,54
C10-C11-C13
111,28
111,43
N1-C10-C11-C13
54,61
57,15
C12-C13
1,52
1,54
N1-C10-C11
114,91
113,65
C11-C10N1-C2
72,77
68,50
C13-C14
1,52
1,54
C2-N1-C10
114,11
114,14
C15-C1-C17-C21
C14-C15
1,52
1,54
C13-C14-C15
115,66
115,85
C14 –C15-C16-C17
C15-C16
1,48
1,50
C14-C15-C16
114,84
114,19
C16-N19
1,33
1,28
C15-C16-C17
122,35
127,84
N1-C10
1,32
1,30
N1-C2
1,46
1,46
MMX
AM1
0,75
0,52
127,41
126,29
67
11
17
16
O
15
O
14
CH2
13
10
1
N
2
CH2
N19
Bağ Uzunluğu (Å)
Atomlar
MMX AM1
Atomlar
MMX
AM1
Atomlar
C11-C13
1,52
1,54
C10-C11-C13
111,56
111,01
N1-C10-C11-C13
50,08
55,00
C13-C14
1,52
1,54
N1-C10-C11
116,04
114,10
C11-C10-N1-C2
-48,56
-55,07
C14-015
1,42
1,41
C10-N1-C2
111,55
110,02
C13-C14-O15-C16
73,99
71,60
O15-C16
1,37
1,36
C13-C14-O15
113,29
110,89
C14-O15-C16-C17
10,78
8,42
C16-N19
1,35
1,28
C14-O15-C16
117,58
117,85
N1-C10
1,46
1,46
O15-C16-C17
131,33
132,87
N1-C2
1,46
1,46
H 3C O
O
15
13
14
CH2
11
10
1
12
N
MMX
AM1
4
2
CH2
3
H 3C O
Bağ Uzunluğu (Å)
Atomlar
MMX AM1
Atomlar
MMX
AM1
Atomlar
C13-C14
1,51
1,54
C13-C14-C15
114,06
114,32
C12-C13-C14-C15
58,49
57,40
C12-C13
1,52
1,55
C12-C13-C14
115,69
114,78
C11-C12-C13-C14
114,72
114,52
C11-C12
1,52
1,54
C11-C12-C13
111,13
112,06
C10-N1-C2-C3
-58,53
-60,33
N1-C2
1,46
1,46
C10-N1-C2
113,70
114,09
MMX
AM1
68
H 3C O
O
15
13
14
CH2
11
10
2
1
12
N
H 3C O
C
3
2 8O
Bağ Uzunluğu (Å)
Atomlar
MMX AM1
Atomlar
MMX
AM1
Atomlar
C13-C14
1,51
1,54
C13-C14-C15
115,52
115,62
C12-C13-C14-C15
59,42
58,39
C12-C13
1,52
1,55
C12-C13-C14
116,97
115,68
C11-C12-C13-C14
-128,92
-128,74
C11-C12
1,53
1,54
C11-C12-C13
110,71
111,20
C10-N1-C2-C3
108,05
108,82
N1-C2
1,39
1,37
C10-N1-C2
120,10
121,51
C10-N1-C2-O28
13,37
13,61
C2-O28
1,24
1,22
N1-C2-O28
120,22
122,63
MMX
AM1
Bu iki metot (MMX, AM1), benzer sonuçları vermektedir. Bundan dolayı,
veri tabanını CNDO/2 metodu kullanarak oluĢturduk ve bu veri tabanını ET
matrisi oluĢturmak için kullandık.
Bu çalıĢmada, aktif ve inaktif olan bu iki bileĢiğin kuantum kimyasal
incelemesi yarı deneysel moleküler orbital lineer konformasyon atomik
orbital (SCF MO-LCAO) metodu kullanılarak yapılmıĢtır.
Dönme açısına bağlı olarak enerji değiĢimi N112 aktif ve N130 inaktif
bileĢikleri için sırasıyla ġekil 3.6 ve 3.7‟de verilmiĢtir. Moleküllerin
üzerinde dönme açıları φ1, φ2, φ3, … Ģeklinde Ģekilde verilmiĢtir.
Her bir açıya göre minimum enerjiyi bularak, o konformasyon Ģeklinin
global minimumu olarak alıyoruz. ġekil 3.6‟ dan görüldüğü gibi, φ3=132 ve
69
1920‟de enerji bariyeri en yüksektir. φ3, piperidin halkasının N ve C
atomları arasındaki dönmeyi belirtmektedir. N ve C atomlarının her ikisi de
sp2 hipritleĢmesi ve  etkileĢimi olduğundan dönmeye fazla izin
vermemektedir. Bu da enerji bariyerinin yüksek olmasına sebep olur. Ġkinci
maksimumlar φ4‟ te 96 ve 2760‟de görülmektedir.
H 3C O
O



C
N

C
E (k k a l)
H 3C O

345


295

245
195
145
95
45
-5
0
60
120
180
240
300
360
 (derece)
ġekil 3.6. N112 bileĢiği için konformasyon enerjisinin 1, 2, 3, 4 dönme
açısına bağlı olarak değiĢimi
ġekil 3.7‟de görüldüğü gibi, φ4=276 ve 960‟de enerji bariyeri en yüksektir.
φ4, fenil C ile karbonil grubunun C atomları arasındaki dönmeyi belirtmekte
ve bundan dolayı enerji bariyeri yüksek olmaktadır.
70
H 3C O
O


C

N
E (k k al)
H 3C O
245

C
O


195


145
95
45
-5
0
60
120
180
240
300
360
 (d erece)
ġekil 3.7. N130 için konformasyon enerjisinin 1, 2, 3, 4 dönme açısına
bağlı olarak değiĢimi
Görüldüğü gibi, molekül enerji olarak birkaç minimuma sahiptir. Bu
molekülün esnekliğini gösterir ve çok az bir enerjiyle lokal minimumdan bir
baĢka lokal minimuma geçebilir. Bu durum konformasyon analizin önemini
göstermektedir.
Bu kısımda global minimumu bularak sonraki çalıĢmalarda bu global
minimumu kullanıyoruz. Bu yapılanlar tüm bileĢikler için geçerlidir.
71
3.3. MAChE Ġnhibitörlerinin Elektron Yapısının Ġncelenmesi
Tüm bileĢiklerin serisi CNDO, AM1 kuantum kimyasal programlarla
incelenmiĢtir. Hesaplama bazında, 100-183 arasında orbital alınmıĢtır.
Farklı sistemlerin atom sayısı 40-75 arasında değiĢmektedir. Hesaplamalar
IBM PC Pentium III bilgisayarda yapılmıĢtır. En büyük molekülün
hesaplaması yaklaĢık 6 dakika sürmektedir.
GiriĢ dosyasın da, konformasyon analizde optimize edilmiĢ atom
koordinatları verilmiĢtir.
CNDO/2 hesaplamalarıyla çıkıĢ dosyasında; SCF enerjileri ve bunlara ait
dalga fonksiyonları, tüm integralleri, Coulomb rezonans yoğunluk matrisi,
atom yükleri, orbitallerin elektron dağılımları, Wiberg indisleri, elektronik
bağ mertebesi ve HOMO-LUMO orbitallerinden oluĢan reaksiyon
merkezleri hesaplanmıĢtır.
Bütün bu veriler, büyük bir veri tabanı oluĢturmaktadır. Bu veriler bir
sonraki elektron topolojik matrisi oluĢturmak için kullanılmaktadır.
Veriler çok büyük olduğu için, sadece iki aktif (N98, N112) ve iki inaktif
(N105, N130) bileĢiğin elektronik yapısı gösterilmiĢtir.
3.3.1. Moleküldeki elektron yoğunluğu dağılımı ve elektronik özellikler
N98 ve N105 molekülleri arasındaki temel fark; N98 bileĢiğindeki C15
yerine O15 gelmiĢ olmasıdır. Bu molekülün tamamen değiĢmesine neden
olmaktadır. Oksijenin gelmesi atomların yüklerinde önemli değiĢikliklere
neden olmaktadır. C14 ve C16 atomlarının yükleri çok fazla değiĢmiĢtir. O15‟
in gelmesi N19 atomunda da kendisini göstermektedir (Bkz. Çizelge 3.8,
N98, N105).
72
Çizelge 3.8. Hesaplanan serideki dört örnek molekülün atomları ve bağları
üzerinde elektron dağılımları, reaksiyon merkezleri ve dipol
momentleri
27
21
O
28
H
N
21
11
17
15
16
C
25
18
24
23
20 O
15
16
O
10
14
C
11
17
N
13
1
2
24
C
18
27
H 3C O
16
23
15
14 13
C
22
1
12
N
H 3C O
2
C
18
O
17
16
3
27
20
H 3C O
15
14 13
C
22
N105(-)
Atom Yükleri
(ē yük birimi)
HOMO
LUMO
2
C
3
2 8O
N112 (+)
N130 (-)
-0,15
0,10
0,02
-0,01
0,25
-0,22
0,99
1,01
1,01
1,01
0,99
1,85
-0,22
0,35
0,03
-0,02
0,23
-0,22
-0,34
1,08
1,04
1,73
1,00
1,01
0,98
1,87
N98(+)
Bağ Mertebeleri
(ē yük birimi)
Reaksiyon Merkezleri
(ē yük birimi)
1
N
N130 (-)
BileĢik
Dipol Moment
(Debye)
12
20
N112 (+)
Parametre
C2
C13
C14
C15
C16
N19
O20
N1-C2
C11-C13
C13-C14
C14-C15
C14-O15
C15-C16
O15-C16
C16-N19
N19-O20
C
N105 (-)
O
17
2
25
25
23
1
N
20
N 98(+)
H 3C O
C
N19
O
23
N 19
14 13
C18
C21
C25
O27
N28
0,10
0,04
0,25
-0,01
0,12
-0,09
-0,17
0,99
1,00
1,00
1,02
1,02
1,75
0,98
0,11
0,11
0,12
0,13
0,26
C16 0,13
C17 0,11
N19 0,22
C21 0,18
C24 0,14
1,65
N1
O15
N19
0,10
0,02
0,16
-0,23
0,28
-0,15
-0,17
0,99
1,00
1,01
0,98
1,02
1,72
0,97
0,18
0,11
0,18
C16
C17
N19
C21
C24
0,14
0,12
0,20
0,17
0,20
O15
4,94
N1
C2
C13
C14
C15
O23
O28
N1-C2
C2-C3
C2-O28
C12-C13
C13-C14
C14-C15
C15-O25
C16
C18
C20
C22
O23
O27
C15
C16
C17
C22
O25
0,12
0,14
0,12
0,11
0,14
0,11
0,20
0,13
0,12
0,18
0,20
3,81
C16 0,12
C18 0,14
C20 0,11
C22 0,11
O23 0,14
O27 0,12
C15 0,19
C16 0,14
C17 0,11
C22 0,18
O25 0,20
5,60
73
Sınır orbitalleri, elektron analizi için çok önemlidir. Çünkü bunlardan biri
verici diğeri alıcı özelliği taĢımaktadır. Reaksiyon merkezleri HOMOLUMO orbitallerinden hesaplanmaktadır. HOMO orbitallerinde, HOMO
orbitallerinin reaksiyon merkezleri N98 molekülünde; C18, C21, C25, O27, N28
atomları üzerinde oluĢmuĢtur. Bu atomlar üzerinde en büyük reaksiyon
dağılımı olmaktadır. Ġnaktif N105 molekülünde HOMO orbitallerinin
reaksiyon merkezleri: N1, O15, N19 atomları üzerindedir. LUMO
orbitallerinde farklılıklar yoktur. Aktif N98 ve inaktif N105 moleküllerinde
LUMO reaksiyon merkezleri C16, C17, N19, C21, C24 atomları üzerindedir.
N112 ve N130 bileĢiklerinin yapısındaki fark, amino gruba bağlı fenil
halkasına
komĢu
karbon
atomunun
yerine
karbonil
grubunun
bağlanmasından ileri gelmektedir. Bu iki molekül ile N98 ve N105
moleküllerinin elektron dağılımı Çizelge 3.8‟de verilmiĢtir (Bkz. Çizelge
3.8).
Aktif N112 ve inaktif N130 bileĢiklerinin elektron yapısı Çizelge 3.8‟de
görülmektedir (Bkz. Çizelge 3.8). Diğer iki örnekte görüldüğü gibi, elektron
dağılımında farklılık C2 ve O28 atomlarında görülmektedir. N112 ve N130
bileĢiklerinin HOMO ve LUMO reaksiyon merkezlerine her iki bileĢikte
aynı atomlar girmemektedir. HOMO orbitallerinin reaksiyon merkezleri:
C16, C18, C20, C22, O23, O27, LUMO orbitallerinin reaksiyon merkezleri: C15,
C16, C17, C22, O25 atomları üzerindedir (Bkz. Çizelge 3.8).
3.3.2. Sınır orbitallerinin analizi
ġekil 3.8‟de sınır moleküler orbitallere yakın birkaç dolu ve birkaç boĢ
orbitalin enerjileri verilmiĢtir. Dört molekül için (N98, N105, N112, N130)
HOMO orbitalleri –11,91 ile –10,93 eV arasında, LUMO orbitalleri ise 2,15
ile 2,79 eV arasında değiĢmektedir. Enerji farkı (E) yaklaĢık 13 eV
civarındadır (Bkz. ġekil 3.8).
74
ġekil 3.8. N98 (a), N105 (b), N112 (c) ve N130 (d) bileĢiklerinin sınır moleküler orbitallerin enerjileri
75
Çizelge 3.9‟da HOMO-LUMO orbitallerine ait dalga fonksiyonları N98,
N105, N112, N130 molekülleri için görülmektedir. Bu orbitalleri
oluĢtururken 0,2‟den daha büyük katsayılar alınmıĢtır. N98 molekülüne ait
HOMO dalga fonksiyonları O20, C21, C25, O27 ve N28 atomlarının karıĢık Px,
Pz orbitallerine aittir..
Çizelge 3.9. HOMO-LUMO moleküler orbitallerin dalga fonksiyonları
küçük olanlar alınmamıĢtır)
N130
N112
N105
N98
BileĢik E (eV)
 (Dalga Fonksiyonları)
No
E72= -10,93  0 , 22  OPz20  0 , 21  CPx21  0 , 25  CPz21
C 25
C 25
HOMO
 0 , 22  Px  0 , 27  Pz
E73= 2,15
0 , 26  Pz  0 , 24  Pz  0 , 26  Px  0 ,32  Pz  0 , 24  Pz
LUMO
 0 , 27  Pz
E62= -11,91
 0 , 25  Py  0 ,32  Pz  0 , 24  Py  0 , 20  Pz  0 ,33  Py
HOMO
 0 , 21  Pz
E63= 2,67
 0 , 29  Py  0 , 26  Py  0 , 34  Py  0 , 23  Pz
LUMO
 0 , 22  Py  0 , 33  Py  0 , 23  Pz
E74= -11,39
0 ,33  Pz  0 , 21  Px  0 ,31  Pz  0 ,30  Pz  0 , 29  Pz
HOMO
 0 , 21  Px  0 ,30  Pz  0 , 26  Px  0 , 29  Pz
E75= 2,79
 0 ,36  Pz  0 ,31  Pz  0 ,30  Pz  0 , 23  Pz  0 , 20  Px
LUMO
 0 ,37  Pz  0 , 24  Px  0 ,36  Pz
E76= -11,45
 0 ,33  Pz  0 ,32  Pz  0 ,30  Pz  0 ,30  Pz  0 ,32  Pz
HOMO
 0 , 27  Px  0 ,30  Pz
E77= 2,66
0 ,35  Pz  0 ,33  Pz  0 ,31  Pz  0 , 25  Pz  0 , 22  Px
LUMO
 0 ,35  Pz
O 27
C 16
O 27
C 17
 0 ,32  Px
 0 , 22  Px  0 , 26  Pz
N 28
C 21
 0 ,38  Pz
N 28
C 21
C 23
C 24
N1
N1
O 15
O 15
N 19
N 19
C 16
C 17
C 23
C 16
C 24
C 18
O 23
C 15
C 22
C 16
O 25
C 15
O 25
N 19
C 16
O 25
C 18
 0 , 22  Pz
C 21
C 24
C 18
O 23
N 19
C 20
O 25
C 17
C 22
O 27
C 20
C 22
O 25
C 20
C 22
O 23
O 27
C 16
C 17
C 20
O 25
76
N98 molekülüne ait LUMO moleküler orbitale ait dalga fonksiyonları ise
C16, C17, C21, C23 ve C24 atomlarından oluĢmaktadır. Bu atomlar görüldüğü
gibi, halka  sistemini oluĢturmaktadır. N105 molekülü için HOMO
moleküler orbitale ait dalga fonksiyonları N1, O15 ve N19 atomlarına aittir.
LUMO moleküler orbitale ait dalga fonksiyonları C16, C17, N19, C21, C23 ve
C24 atomlarına aittir (Bkz. Çizelge 3.9).
N112 ve N130 moleküllerinin HOMO orbitallerinin dalga fonksiyonları:
C16, C18, C20, C22, O23, O25, O27 atom orbitallerine aittir. Bu atomlar, fenil
halkasını oluĢturan atomlardır. LUMO orbitallerin dalga fonksiyonları: C15,
C16, C17, C20, C22, O25 atomlarının karıĢık Px, Pz orbitallerine aittir.
Bu serideki aynı iskelet yapısına ait diğer bileĢiklerin HOMO-LUMO dalga
fonksiyonları aynı Ģekildedir.
3.4. TartıĢma
3.4.1. MAChE inhibitörlerinin 1. serisi
ETM hesaplaması sonucunda bütün aktif bileĢikler için, bir aktivite özelliği
olan farmakofor özellik 3-1 (FÖ-3-I) yani bir farmokolojik özellik
bulunmuĢtur. FÖ-3-I ve onun karĢılığı olan ETSC (electron-topological
submatrix of conjunction ) (ETSCFÖ-3-I) ġekil 3.9‟de N46 bileĢiği esas
alınarak hesaplanmıĢtır.
ETSCFÖ-3-I 7*7 düzeninde olup, bağların simetrisi yüzünden yalnızca bu
matrisin üst üçgeni verilmiĢtir. Bu özellikte C7-C8 atomları arasında
kimyasal bağ olduğunu (ETSCFÖ-3-I‟ de anılan sıraya göre 2. ve 3. sırada
belirtilmiĢtir) ve bu bağ için Wiberg indis değeri W23=1,45 olarak alt
matriste verilmiĢtir (ġekil 3.9). ETSCFÖ-3-I‟nin köĢegen olmayan diğer bütün
77
elementlerinde fragmentteki bütün atom çiftleri için benzer 3D mesafeleri
mevcuttur.
C2
27
0,09
22
20
C8
C12
O20
C22
N27
4,34
3,84
8,63
10,13
13,78
1,45
6,29
11,52
12,85
16,27
-0,01 6,21
11,39
12,50
15,69
0,01
5,23
6,70
10,48
-0,47
2,39
6,56
-0,01
4,20
C7
3,84
0,01
12
-0,26
2
7
1= ± 0,03*, 2= ± 0,15**,
LA/LDA/LİA=20/12/0, PA= 0,95
8
* 1 köĢegen, ** 2 köĢegen olmayan
ġekil 3.9. KarĢılaĢtırma bileĢiği N46 için farmakofor özellik 3-I (FÖ-3-I)
Özellik (FÖ-3-I), serideki bütün aktif bileĢiklerin ETM‟de denenerek
özelliği taĢıyıp taĢımadıkları kontrol edildi. Bu özellik 20 aktif bileĢikte
(LA=20) ve 12 düĢük aktiviteli (ara aktiviteli) bileĢikte (LDA=12)
bulunmuĢtur. Ġnaktif bileĢiklerde bu özelliğe rastlanmamıĢtır (LĠA=0). Bu
yolla, aktif bileĢiklerin setinde FÖ-3-I‟in bulunma olasılığı (PA(FÖ-3-I))
0,95 olarak hesaplanmıĢtır.
Ana molekülün farklı kısımlarına ait yedi atomda FÖ-3-I özelliği
bulunmuĢtur. Bu atomlar; fenil halkasının iki karbon atomu (C7, C8),
piperidin‟in bir karbon atomu (C12), ftalimido grubunun üç atomunda (O20,
C22, N27) ve C2 karbon atomunda bu özellik mevcuttur. Bütün bu atomların
kendine özgü elektron topolojik parametreleri (baĢlıca, atomik yükler ve
interatomik 3D mesafeleri) ETSCFÖ-3-I‟den belirlenmiĢtir. ġekil 3.9‟da
78
görüldüğü gibi, aktif bileĢiklerin en önemli üç kısmının (fenil, piperidin,
ftalimido) özelliği FÖ-3-I‟e dahil olmuĢtur.
Aynı zamanda çalıĢılan seri için bulunan olası bütün aktif bileĢiklerin
analizden sonra, istatistikî tahminine dayanan bir genelleme aktivite
fragmentinin (GAF) en önemli fragmenti oluĢturulmuĢtur (ġekil 3.10).
O
N1
N2
ġekil 3.10. Gösteri aktivitesi (GAF) için bir molekül fragmenti genellemesi
Bir molekülün iskeletinde mevcut GAF‟nin moleküle karĢılık gelen
aktivitesi vurgulanmaktadır (Fragmente karĢılık gelen ETSC çok büyük
olduğundan dolayı Ģekilde verilmemiĢtir). GAF N-benzilpiperidin kısım
(moiety) (NBPM) içermektedir. Yani -CH2-CH2- karbon zinciri boyunca N2
ile bağlıdır. Mevcut bir karbonil grubunun (C=O) N2‟ ye atak yapması bir
bileĢiğin aktifliği için temel Ģarttır. Yük dağılımı ve atomların uzay
özelliklerine giren fragmentler de aktivitenin önemli parametreleridir.
Benzer sonuçlar analiz serisindeki NBPM ve ftalimido grubunun rolüne dair
CoMFA uygulamalarının bir sonucu olarak ta bulunabilir [112]. Alıcının
iyonik olmayan kısımları (Trp-86) ve ftalimido grubu ile bir hidrojen
bağından oluĢan NBPM (ikincil yer Tyr-72, Tyr-124, Trp-286) arasında
karĢılıklı etkileĢimin sonucunu belirteci olan bazı aktif bileĢikler
bulunmaktadır.
GAF topolojisi ve elektronik yapı, bileĢiklerin aktifliğini güçlü olarak
etkiler. Piperidin halkası ve N2 atomları arasındaki iki karbon zinciri
79
inhibitör aktivitesi için kritik bir öneme sahiptir (ġekil 3.11.a). Eğer zincirin
boyu kabul edilebilir sınırı geçerse aktivite azalır.
N2 atomundaki substituentlerde inhibitör aktivitesine etki etmektedir ( ġekil
3.11.b).
O
O 2N
N2
a)
N
O
O
CH 3
N 19 (A = 0,77)
R'
R'
R'
b)
N 1 (A = 0,25)
O
N
O
N 22 (A = 1,46)
O
CH2
N 21 (A = 0,03)
N
O
N
R' =
CH 3
N 22 (A = 1,46)
N
R'
R'
N
N 45 (A = 1,90)
N 44 (A = -0,48)
R'
H
O
O
R'
N
R'
N2
N2
O
O
O 2N
R'
R'
N 43 (A = -1,43)
c)
O
O
O 2N
N 31 (A = 1,28)
N1
N 30 (A = -0,97)
ġekil 3.11. Aktiflik üzerine: a) karbon zincirinin, b) Azot atomundaki
substituentlerin,
c)
Karbonun
karboksi
atomundaki
substituentlerin etkisi
Metil ve fenil grubu N2‟deki hidrojenlere atak yaparak yer değiĢtirmesi,
bileĢiklerin aktivitesini artırır. Bu moleküllere örnek olarak N1, N19 ve N22
verilebilir. Ama benzil radikali ürününün atak yapması aktiviteyi ilginç bir
80
Ģekilde azaltmaktadır (molekül N21‟de bu durum görülebilir). Bu durum Ģu
Ģekilde izah edilebilir. Bu dört bileĢik içerisinde (N1, 19, 22, 21) en yüksek
aktiviteye sahip olan molekül N22‟dir. Çünkü alıcı yerindeki hidrofobik
boĢlukları en uygun ebatta dolduran grubun fenil grubu olduğu
bilinmektedir. Benzil radikalının alıcıyla Van der Walls etkileĢimi yüzünden
bu boĢlukları doldurmak için çok büyük gelir ve bu durumda molekülün
(N21) aktivitesinin azalmasına neden olur.
Karbonil grubuna ait karbon atomların substitientlerle (-C6H5, -CH3, -C6H11)
yer
değiĢtirmesinin
bir
sonucu
olarak
bazı
bileĢiklerin
inhibitör
aktivitelerinde de azalmalar olur (Bkz. ġekil 3.11.c). Aromatik halka ve
alıcının (Tyr-72, Tyr-124, Tyr-286)
komĢu proteinler arasındaki güçlü
çekici liyofilik (suyu seven) etkileĢim meydana olduğu ve aktifliği
desteklediği gözlenmiĢtir [113]. Bu karĢılıklı etkileĢim siklohekzan
halkasının aktivite değerini önemli ölçüde değiĢtirirken (N30 A= -0,97),
metil grubu bu durumdan zayıfça etkilenmektedir (Bkz. ġekil 3.11.c).
FÖ-3-I‟i içeren fenil halkasının iki karbon atomunun alıcıyla (receptör) bir
 etkileĢimine girdiği belirtilmiĢti (Bkz. ġekil 3.9, C7, C8). EtkileĢim için
ya fenil halkasının delokalize  elektron sistemi ya da yüksek elektron
yoğunluğuna sahip atomlardan (örnek olarak C7, C8 atomları) transfer edilen
lokalize yüklerin hesaba katılması gerekir.
Break (kırıcı, aktivite bozucu) aktivitesi, serideki inaktif N76 karĢılaĢtırma
bileĢiği alınarak hesaplanmıĢtır. Bu anti- farmakofor özellik 3-II (AFÖ-3-II)
24 inaktif ve 10 düĢük aktiviteli bileĢikte ortaya çıkmıĢtır (ġekil 3.12). Bu
özelliğe aktif bileĢiklerin bütün yapısında rastlanmamıĢtır.
Piperidin kısmından veya fenil halkasının birinden özellik AFÖ-3-II‟e dahil
olan atomlardan biri, karbonil grubundaki C12 atomuna atak yaparlar. Bu
81
özelliğin gerçekleĢme olasılığı (PĠA(AFÖ-3-II)) 0,96‟dır. DüĢük aktiviteli
bileĢiklerde bu özellik az bulunur ve inaktif bileĢiklerin baĢlıca özelliğidir.
Bir bileĢikteki hem azot (N1) atomunun bir substituentinin hem de fenil
grubunun bileĢiği inaktif yapan C12 karbon atomuyla yer değiĢtirmemesi,
mevcut bileĢiği inaktif yapar.
1
3
N1
C3
C7
C15
C18
C20
-0,17
1,01
2,92
9,50
9,27
11,39
0,10
2,54
9,08
9,22
11,15
0,05
7,20
7,24
9,14
0,01
2,42
2,42
0,02
2,42
7
12
18
0,02
15
20
1= ± 0,03, 2= ± 0,15
LA/LDA/LİA=0/10/24, PİA= 0,96
ġekil 3.12. KarĢılaĢtırma bileĢiği N76 için anti- farmakofor özellik 3-II
(AFÖ-3-II)
3.4.2. HAChE inhibitörlerinin 2. serisi
Bir önceki serinin zıttı olan bu seri, moleküllerin sayısının az olması
yüzünden, 16 aktif ve 13 inaktif diye iki sınıfa ayrılmıĢtır (Bkz. Çizelge
3.2). N98 farmakofor özellik 3-III (FÖ-3-III)‟ün hesaplanması için
karĢılaĢtırma bileĢiği olarak kullanılmıĢtır (ġekil 3.13). ġekilden görüldüğü
gibi,
bu özelliği içeren 7 atom, 16 aktif bileĢikten 12 tanesinde
bulunmuĢtur.
82
3
1
10
11
29
17
20
N1
C3
C10
C11
C17
O20
H29
-0,15
2,46
0,99
2,48
7,24
8,53
11,66
0,02
3,75
4,92
9,28
10,69
13,52
0,11
1,02
6,88
8,06
11,27
0,01
5,41
6,55
9,85
-0,06
2,34
4,79
-0,17
5,29
1= ± 0,05, 2= ± 0,20, LA/LDA=12/0, PA= 0,93
0,14
ġekil 3.13. KarĢılaĢtırma bileĢiği N98 için farmakofor özellik 3-III (FÖ-3III)
Özellik FÖ-3-III FÖ-3-I‟e benzerdir. Bu özelliğe (FÖ-3-III) fenil, piperidin
ve ftalimido olarak adlandırılan moleküllerin üç farklı kısmına ait olan
atomlar grubuna dahildir. Atomların yük dağılımına dair uzay düzeni her iki
farmokolojik özellik için yaklaĢık olarak aynıdır. ETSC‟den görüldüğü gibi,
FÖ-3-III‟ün atomları alıcıyla (N1, O20, H29) hidrojen bağı yapabilme
yeteneğine sahiptirler. Fenil halkasına ait (C3) atomu ve diğer gruplarının
atomları alıcıyla  etkileĢimine girebilir ve siklo piperidin halkasının
83
(C10, C11) atomları alıcıyla hidrofobik etkileĢim yapabilme yeteneğine
sahiptir. Piperidin kısmından azot atomu, alıcıyla elektrostatik etkileĢime
girebilir.
Anti- farmakofor özellik 3-IV (AFÖ-3-IV) karĢılaĢtırma bileĢiği olarak
N105 alınarak seri 2 deki inaktif bileĢikler grubu için hesap yapıldı (ġekil
3.14).
C4
C5
C9
C13
C22
C24
-0,01 2,42
3,62
5,78
10,85
9,56
-0,01
3,57
6,03
12,34
11,16
0,11
2,51
9,25
8,22
0,03
7,62
6,79
0,03
1,42
-0,03
1= ± 0,05, 2= ± 0,20, LA/LİA=0/10, PİA= 0,92
ġekil 3.14. N105 karĢılaĢtırma bileĢiği için anti- farmakofor özellik 3-IV
(AFÖ-3-IV)
ġekilde görülen bütün atomların (toplam altı atom, C4, C5, C9, C13, C22, C24)
alıcıyla hidrojen bağı yapamadığı bulundu. AFÖ-3-IV serideki 10 inaktif
bileĢikte de var olduğu ve bu özelliği içeren bileĢiklerin hiç birinin aktif
olmadığı bulundu
3.4.3. TcAChE inhibitörlerinin 3. serisi
Bu serinin inhibitör aktivitesi ve yapısal özellikleri arasındaki iliĢki [88,
94]‟de çalıĢıldı. Esas önemli olan E2020-TcAChE kompleksi (E2020 veya
84
seri 3‟deki bileĢik N112) yüksek aktivitesi ve seçiciliği yüzünden seçildi.
Serideki geri kalan bileĢikler, benzil, piperidin ve molekülün indanone
kısımlarının çeĢitli yapılarını içeren E2020‟ nin anologlarıdır.
Bu sebeple, farmakofor özellik 3-V (FÖ-3-V, ġekil 3.15) karĢılaĢtırma
bileĢiği olarak N112 alınarak hesaplanmıĢtır.
N1
C6
C8
C9
C12
C28
-0,15
4,35
5,03
0,99
2,47
11,19
0,01
1,44
4,92
5,79
15,26
-0,01
5,33
6,32
16,02
0,11
1,03
10,86
0,01
9,83
0,14
1= ± 0,03, 2= ± 0,20,
LA/LİA=10/0, PA= 0,93.
ġekil 3.15. KarĢılaĢtırma bileĢiği N112 için farmakofor özellik 3-V (FÖ-3V)
Bu özellik 10 aktif bileĢikte (LA=10) bulunmuĢtur. Ġnaktif bileĢiklerde bu
özelliğe rastlanmamıĢtır (LĠA=0). Ġki farklı AChE inhibitörleriyle iliĢkili
olarak, FÖ-3-I ve FÖ-3-V karĢılaĢtırıldığında, FÖ-3-I ve FÖ-3-V‟in uzaysal
ve geometrik yapılarında önemli bir olasılık (benzerlik) görülür. Fenil ve
piperidin halkasına atak yapabilen metil veya etil zincirlerinin her iki
özellikte de önemli rol oynadığı belirtilmiĢtir [91]. Bu durum E2020TcAChE etkileĢimde Ģematik olarak ġekil 3.16‟da gösterilmiĢtir.
85
E2020 (N112) bileĢiğinin aktivitesi için büyük önemi olan, uygun bir
alıcıyla bağ yapabilmesi, üç küçük kısma bağlıdır. Bu bileĢik, piperidin
halkası ve dimetoksiindanone arasındaki yalnızca bir –CH2-‟den dolayı
TcAChE için yüksek aktiviteye (log 1/IC50)=2,24) sahiptir (ġekil 3.17).
N115 çok daha aktiftir (log 1/IC50)=3,05). N115‟de zincirin uzatılması
yüzünden çok daha esnektir ve bu yüzden alıcı sitesiyle çok daha fazla bağ
yapabilmektedir. Bu sonuç, ligand-alıcı etkileĢiminde bu zincirin rolünün
çok önemli olduğunu gösterir.
Trp279
W1254
Phe288N
Tyr121OH
W1159
Glu118N
Phe330
W1160
W1161
Ser200OG
Glu119N
Glu201N
Trp84
ġekil 3.16. E2020 (bileĢik N112) ve TcAChE arasındaki büyük etkileĢim
[91]
86
O
O
M eO
M eO
M eO
N
M eO
N
N112 (A=2,24)
N115 (A=3,05)
ġekil 3.17. Karbon zincirinin uzatılmasının TcAChE inhibitör aktivitesi
üzerine etkisi
Break (kırıcı, aktivite bozucu) aktivitesinin araĢtırılmasıyla anti-farmakofor
özellik 3-VI (AFÖ-3-VI) ortaya çıkmıĢtır. Bu anti-farmakofor özellik 3VI‟nın inaktif bileĢiklerin sınıfında gerçekleĢme olasılığı (PĠA(AFÖ-3-VI))
0,88‟dir (ġekil 3.18).
N1
C2
C3
C9
-0,20
1,10
2,39
0,99
0,35
1,03
2,50
-0,02
2,84
0,11
1
9
1= ± 0,03, 2= ± 0,20,
LA/LİA=0/6, PİA= 0,88.
2
3
ġekil 3.18. KarĢılaĢtırma bileĢiği N130 için anti-farmakofor özellik 3-VI
(AFÖ-3-VI)
FÖ-3-V ve AFÖ-3-VI fragmentlerinin karĢılaĢtırılması, aktif ve inaktif
bileĢiklerin elektron topolojik karakterlerindeki farklılıkları anlamamıza
yardımcı olur.
87
3.4.4. Farmakofor özellikle ilgili çalıĢmaların karĢılaĢtırılması
Aktif özellikler, FÖ-3-I, FÖ-3-III ve FÖ-3-V üç farklı asetil kolin esteraz
(AChE) inhibitörü aktivitesiyle iliĢkili olduğu bulunmuĢtur. Fakat bu
özelliklerin sterokimyasal benzerlikleri dikkati çekmektedir. ġekil 3.19‟de
aktif özellikler FÖ-3-I, FÖ-3-III ve FÖ-3-V‟ in karĢılaĢtırma bileĢikleri,
sırasıyla N46, N98 ve N112 moleküllerinin uzaysal dizilimi resimle
açıklanmıĢtır (ġekil 3.19). Moleküllerin daha kolay ayırt edilebilmesi için,
Ģekilde her molekül farklı çizgilerle gösterilmiĢtir. ġekilden görüldüğü gibi,
bu
aktif
özellikleri
konumlanmıĢtır.
Bu
taĢıyan
atomlar
yakınlık,
aktif
birbirlerine
özelliklerin
yeterince
benzerliğinin
yakın
bir
göstergesidir. Dahası, bu atomlar aktif moleküllerin önceden bahsedilmiĢ üç
bölümüne (fenil, piperidin, ftalimido) aittirler. Bu üç farklı AChE
inhibitörlerinin mekanizmasının benzerliğini ortaya çıkarır.
N 46
O
H
O
O
N
N 98
O
N
N 112
H
N
N
H
O
O
N
N
N
O
ġekil 3.19 FÖ-3-I, FÖ-3-III ve FÖ-3-V özellikleri uzayda temsili olarak üç
farklı bileĢikte (N46, 98, 112) gösterimi
Seri 1‟de (MAChE), CoMFA metoduyla çalıĢılmıĢtır [86]. Elde edilen
kantitatif model, HAChE (seri 2) üzerinde denenerek, bileĢiklerin
aktiviteleri tahmin edilmiĢtir. Bizim tahmini sonuçlarımız, önceden elde
edilen sonuçlarla uyumludur. Fakat, CoMFA modelinin aksine, ETM
88
uygulanarak bulunan yapısal fragmentler, bölünen atom ve bağların sayısal
karekterizasyonundaki çok küçük değiĢikliklerin neden olduğu aktivite
seviyesindeki farklılıkları da açıklamıĢtır. Ġlave olarak, ETM sonuçlarındaki
aktif fragmentlere hiçbir gereksiz bilgi dahil edilmemiĢtir.
FÖ-3-I, FÖ-3-III ve FÖ-3-V‟ in karĢılaĢtırılması sonucunda; aktif
moleküllerin üçüncü kısmı (ftalimido grubu), bizim ilgimizi daha çok
çekmiĢtir.
Bu grup, uygun alıcıyla hidrojen bağları oluĢumundan
sorumludur. Ftalimido grubuna sahip olan bu üç serideki bütün bileĢiklere,
ETMC analizi uygulanmıĢ ve uygulama neticesinde bir veya daha çok ortak
olan molekül fragmentinin bütün aktif bileĢiklerde ortaya çıktığı
görülmüĢtür (ġekil 3.20).
O
4,80
3,80
N
O
N
4,45
N
O
4,97
O
ġekil 3.20. Oksijen ve fenil halkası arasındaki mesafelerinin farklı molekül
iskeletinde için gösterimi
Bu ortak aktif özelliğin nedeninin, bir oksijen atomu ile fenil halkası
arasında 4,4  0,6
o
A
‟lik mesafe olduğu tespit edilmiĢtir. Bu özellik, N56,
57, 61, 62‟nin bileĢiklerinin niçin inaktif ve anologları olan N58, 60, 63,
65‟in niçin aktif olduklarını açıklar. Bütün bu anılan inaktif bileĢiklerde
oksijen ve fenil grubu arasındaki mesafe, aktif bileĢikler için kabul edilebilir
en düĢük sınır (3,80
o
A
)‟dan daha azdır (yaklaĢık 3,65
o
A
).
89
Bu tez çalıĢması sırasında bulunan aktif fragmentler, yeni aktif bileĢiklerin
dizaynında kullanılmıĢtır. Bir örnek olarak, iki yeni potansiyel aktif yapı I
ve II ġekil 3.21‟de verilmiĢtir. Bulunan bu yapılar, fenil, ftalimido grubu ve
dimetoksidanone‟den
yalnızca
bağlı
olan
substituentleri
yönünden,
incelenen diğer bileĢiklerin anologlarından farklıdırlar.
X
O
O
Y
X
N
N
(I)
C H 3O
X = -O C H 3 , -N H C H 2 P h, -N H C O P h, -C O P h
X=C, N
N
(II)
Y = m (-C H 3 , -N O 2 , -F ), p (-O H , F )
ġekil 3.21. Potansiyel aktif model bileĢikleri ve onların I. ve II. iskeletleri
Ġskelet 1‟e ait moleküllerin bileĢikleri ftalimido kısımlarındaki (FÖ-3-I ve
FÖ-3-III‟ teki atom O20) bir C=O grubu ile nitelendirilir. Fenil
halkasındaki X substituenti değiĢebilir. Bu tip iki molekül fragmenti (FÖ-3-I
ve FÖ-3-III) model bileĢikler mevcuttur.
FÖ-3-V, iskelet II ile model bileĢiğinde gösterilmiĢtir. Ġskeletten görüldüğü
gibi, model bileĢikleri metoksidanone‟ de bir –OCH3 grubuna sahiptirler. X
substituentleri olarak ya karbon atomu ya da azot atomu yerleĢmiĢtir.
Molekülün piperidin kısmı –CH2-CH2- zinciri boyunca metoksidanone ile
bağlanmıĢtır.
3.6. Sonuçların KarĢılaĢtırılması
Farklı deneysel Ģartlarda ölçülen veri gruplarının uyuĢabilirliğinin
problemine çözüm olarak bir çok yaklaĢım verilmiĢtir [86,88,91].
Enzimatik assay yöntem bilimi (enzimin kaynağı) pH seviyesi ve
preincubation (biyolojik testlere girmeden önce bakterileri büyütme zamanı)
90
da AChE inhibitör aktivitesinin çalıĢmalarında genellikle göz önüne
alınması gereken bazı önemli parametrelerdendir [85].
Bu tez çalıĢmasında, birbirine uymayan verilerin probleminden kaçmayı
mümkün kılan ETM‟nin kullanımı gösterilmiĢtir. ETM tarafından bulunan
sayısal parametrelerin yanı sıra, aktifliğin ve break (kırıcı, aktivite bozucu)
aktivitenin yapısal parametreleri, aktif bileĢiklerin uyması gereken kurallar
alt matrislerde verilmiĢtir. Bu Ģartlar, burada önerilen yapı I ve II‟nin
örnekleri ile denemeyle kanıtlanmıĢ ve gerekli özelliklerle direk olarak yeni
aktif bileĢiklerin dizaynında kullanılmıĢtır.
Tez de, ETM tarafından oluĢturulan bütün aktif özellikler 0,94-0,95
limitlerine uzanan PA olasılığı ile tanımlanmıĢtır. Bu olasılık, metodun
önceden tahmin gücünü belirten yeterli gerçek koĢuldur. Üç serinin
hepsinde, çeĢitli aktivitelerin detaylı bir açıklamasını sağlayan break
(aktivite bozucu) aktivite ile aktif özelliklerin karĢılaĢtırılması yapılmıĢtır.
Elde edilen aktif özelliğin sonuçları, dock (aktif molekülü reseptörün içine
indirmek) [85] ve N-benzil piperidin türevlerinin X-ıĢınları veri analizi [88]
kullanılarak ortaya çıkarılan ligand-alıcı etkileĢiminin ortak eğilimiyle iyi
bir uyuĢma halindedir. Ortaya çıkan aktif özellikler 3D-QSAR programları
(örnek olarak CoMFA) tarafından daha fazla çalıĢtırılarak N-benzilpiperidin
türevleri serisindeki bileĢikleri sıraya koymak için de kullanılmıĢtır.
Ġlave olarak, bu çalıĢma, farklı AChE inhibitörlerini bulunduran bileĢiklerin
belirlenmesi için, kullanılan analizlerde, en yalın yaklaĢımlardan birini
sağlayan, molekül aktivitesinin kantitatif değerlerinin yerine kalitatif
değerlerin kullanılabileceği gösterilmiĢtir.
BÖLÜM IV
4. Human Asetil Kolin Esteraz (HAChE) Ġnhibitorlerinin Yapı Aktivite
Bu bölümde incelenen, 4 farklı bileĢik serisi için, AChE inhibitörlerinin
fizikokimyasal özelliklerini sınırlandırmayı amaçlayan bir karĢılaĢtırmalı
QSAR analizi daha önce Recanatini ve arkadaĢları tarafından uygulanmıĢtır
[94]. Bu 4 bileĢik serisi physostigmine analogları, 9-amino-1, 2, 3, 4tetrahidroacridin ve benzaminler olarak adlandırılan AChE inhibitörlerinin
üç ana sınıfına dahildir (ġekil 4.1) [94].
Birçok makalede, yazarlar, bir biyolojik aktif yapının seçimiyle iliĢkili
olarak, alıcı yapılarına ait belirsizliğin tamamen ortadan kaldırılamadığını
gerçek olarak ifade etmiĢlerdir. Bu ligand-alıcı kompleksinin yapısı
hakkında çeĢitli varsayımlar mevcuttur. Burada bu belirsizliği azaltmak
(veya hatta kaldırmak) için Elektron Topolojik Metot (ETM) kullanılmıĢtır
[2-4,7,8]. Burada, farklı AChE ile N-benzilpiperidin türevlerinin ligand-alıcı
etkileĢiminden sorumlu olan moleküllerin fragmentlerinin daha dikkatli
teĢhisi amaçlanmıĢtır [86].
Morpholinalkil bileĢiklerinin bir serisi (N134-143) Alisi ve arkadaĢları
tarafından sentezlenmiĢlerdir (Bkz. Çizelge 4.1) [114]. Bu bileĢiklerin
Human eritrosit (Erythrocyle) AChE IC50 değeri için:
Log1/IC50 = 2,367(0,346)L-0,066(0,011)L2-13,924(2,638)
(4.1)
n=8 r2= 0,995 (q2=0,995) s= 0,086 F2,6=567,82 Lopt.= 18,16
eĢitliği
QSAR
incelemeleri
sonucunda
bulunmuĢtur
[77].
EĢitlik
hesaplanırken n =2 ve 3 (N134,135) ihmal edilmiĢtir. Bu eĢitlikte; L
Verloop parametresidir. EĢitlik 4.1‟de morfolinalkil zincirinin optimum
92
boyu (L yaklaĢık olarak 18
o
A
)‟dur. Zincir boyunun uzaması veya kısalması
inhibitör etkisinin azalmasına neden olduğu belirtilmektedir [94].
Pheserine türevleri (ġekil 4.1, I iskelet tipi) bileĢiklerinin bir serisi (N144158) Brzostowska ve arkadaĢları tarafından sentezlenmiĢtir (Bkz. Çizelge
4.1) [115]. Bu bileĢiklerin Human eritrosit AChE IC50 inhibitör aktivitesi
için:
Log1/IC50=1,281(0,427)Es(6)-0,984(0,392)(4)+7,905(0,285)
(4.2)
n=14 r2= 0,848 (q2=0,846) s= 0,348 F2,11=567,82 Lopt.= 30,67
eĢitliği bulunmuĢtur. EĢitlik hesaplanırken, iskelet tipine giren bir bileĢik
(N153) ihmal edilmiĢtir (Bkz. Çizelge 4.1). Ġncelemeler sonunda bu serideki
R1 mevkiinde bağlanan substutientin aktivite üzerinde önemli bir rolü
olmadığı, fakat fenil halkası üzerindeki X substutientlerinin önemli olduğu
söylenmektedir. Bu durum R1 mevkiindeki -CH3 gruplarının yerine H
bağlandığı zaman aktivitenin iyi çıkmasıyla anlaĢılmıĢtır (Bkz. Çizelge 4.1,
N155-158) [95].
EĢitlik 4.2‟deki Es(6) terimi; karbamik fenil halkasının 6 pozisyonunda ki
uygun olmayan sterik etkiyi belirtmektedir. Global hidrofobik parametresi
eĢitliğe dahil edilmemiĢtir. Fakat negatif (4) terimi; fenil halkasındaki
para-X substutientlerinin azalan lipofilikliğini belirtmektedir. QSAR, fenil
halkasının kritik rolünü yorumlama da kullanılmıĢtır. Fenil halkası
üzerindeki iki orto- grubunın (N154) ya molekülün girmesini önleyerek ya
da karbamik moiety (kısım) ile halkanın düzlem dıĢı konjugasyonu
dağıtarak boğaz (gorge)‟ın kıyısındaki bazı pozitif etkileĢimlere mani
olabileceği belirtilmiĢtir. para-X substutientlerinin muhtemelen enzim
yüzeyine temas etmediği, ama çözücüyle etkileĢim gösterdiği belirtilmiĢtir
[94].
93
Chen ve arkadaĢları, Physostigmine‟nin 8-karba-türevlerini içeren bileĢikleri
(Bkz. Çizelge 4.1, N159-179); aserolin halkasına (Bkz. ġekil 4.1, J iskelet
tipi) -CH3 (R2) grubunu ve her iki azot atomuna farklı substutientleri
bağlayarak sentezlemiĢlerdir [114]. Serinin QSAR incelemelerinde, sterik
etkilerin göz önüne alındığı belirtilmektedir. Bu seri için Verloop‟ un B1
parametresi ve indikatör değiĢkeni (I-Me) kullanılarak Human eritrosit
AChE IC50 değeri için önemli olduğu belirtilen bir eĢitlik:
Log1/IC50= -1,998(0,569)Bs(R) + 0,805(0,392)I-Me +9,292(0,899) (4.3)
n= 21 r2= 0,792 (q2=0,781) s= 0,308 F2,18= 34,37
bulunmuĢtur [94]. R2 CH3 olduğu zaman I-Me 1 olarak alınmıĢtır. QSAR
incelemeleriyle, aserolin halkasına R2 konumunda CH3 bağlanmasının
(N159-172) aktiflik üzerine pozitif bir etki yaptığı, R1 substutientlerinin
aktivite üzerine fazla bir etkisinin olmadığı ve hidrofobik etkilerin önemli
olmadığı vurgulanmaktadır [94].
Villalobos ve arkadaĢları 4-(3-benzisoxazolylethyl)-N-benzil piperidin‟in
bir serisinin (Bkz. Tablo 4.1, N180-194) yapı-aktivite iliĢkisini ve AChE
inhibitörlerinin aktif sitesi için, bağ yapan Ģeklini hipotez olarak
sunmuĢlardır [101]. Serideki substutientler (X) çoğunlukla benzisokzazol
kısmının 6 pozisyonunda bağlanmıĢtır (Bkz. Çizelge 4.1, K iskelet tipi).
Serinin
hidrofobik,
elektronik
ve
sterik
etkilerine
bağlı,
uyumlu
substutientlerini açıklayamayan çok zayıf bir eĢitlik Human eritrosit AChE
IC50 için:
Log1/IC50= -1,274(0,861) + 7,987(0,231)
(4.4)
n= 15 r2= 0,440 (q2=0,398) s= 0,410 F2,13= 10,22
ileri sürülmüĢtür. EĢitlikte QSAR hiç açıklanmamıĢtır. Fakat QSAR‟da çok
zayıf bir yön gösterdiği belirtilmiĢtir [101].
94
4.1. Veri Serileri
Ġncelenen bileĢikler (toplam 61) Çizelge 4.1‟de gösterilmektedir. Bu
bileĢiklerin yapı iskeletleri, mümkün olan substutientleriyle birlikte ġekil
4.1‟de verilmiĢtir. HAChE‟ ye göre bu bileĢiklerin biyolojik aktiviteleri
Çizelge 4.1‟de verilmiĢtir [101, 114-116].
metodu [84] ve SYBYL/SEARCH [110] tercihi kullanılarak molekül
yapılarının optimizasyonun da kullanılmıĢtır. Ayrıca, optimize yapıların
verileri kuantum kimyasal hesaplamaları (AM1) kullanılarak elde edildi
[111]. Buradan alınan sonuçlar daha sonra ETM uygulamaları sırasında
çeĢitli giriĢ verilerinin seçimi için saklanmıĢtır.
4.2. Human Eritrosit (Eritrosit) Asetil Kolin Esteraz’ ın Konformasyon
Ġncelenmesi
Elektron topolojik Ģemaya göre, öncelikle bütün serilerin konformasyon
analizinin yapılması gerekmektedir. Bu çalıĢmada, bu seri için moleküler
mekanik (MMX) ve kuantum kimyasal yöntemler (AM1-MOPAC)
kullanılarak konformasyon analizi yapılmıĢtır.
Bu tip bileĢikler (incelenen seri) esnek olduğundan dolayı, konformasyon
yapılarının iyi bir Ģekilde tespit edilmesi gereklidir. AĢağıda yapısı verilen
birkaç aktif (ġekil 4.2, 4.4, 4.7) ve inaktif (ġekil 4.3, 4.5, 4.6) bileĢiğin
konformasyonu iki yöntem (MMX ve AM1-MOPAC) kullanılarak;
moleküldeki atomlar arası bağ mertebeleri, açılar ve torsiyon açıları
mukayese edilmiĢtir (Bkz. Çizelge 4.2, 4.3, 4.4, 4.5, 4.6, 4.7).
95
CH3
O
N
N
(C H 2 ) n
COO
H
N
N
CH3
CH3
H
CH3
CH3
( C H2)7
N
CH3
COO
N
CH3
H
COO
H
N
N
CH3
CH3
N
N
CH3
CH3
H2
H1
CH3
N
COO
X
H
N
N
CH3
R1
I
R2
R
N
COO
H
N
R1
J
CH2
CH2
N
CH2
N
O
X
K
ġekil 4.1. Ġncelenen N-Benzil piperidin türevlerinin ortak molekül
iskeletleri
96
Çizelge 4.1. N-Benzil piperidin türevleri tarafından HAChE‟ nin in Vitro
inhibisyonu
Bil.
No
134
135
136
137
138
139
140
141
142
143
144
145
146
147
148
149
150
151
152
153
154
155
156
157
158
159
160
161
162
163
164
165
166
167
168
169
170
171
Ġsk.
Türü
H
H
H
H
H
H
H
H
H1
H2
I
I
I
I
I
I
I
I
I
I
I
I
I
I
I
J
J
J
J
J
J
J
J
J
J
J
J
J
n
2
3
4
5
6
7
8
9
X
R
R1
R2
n-C7H15
n-C6H13
n-C7H15
n-C6H13
n-C4H9
t-C4H9
n-C3H7
CH3
C6H5
CH(CH3)C6H5
CH2C6H5
n-C7H15
n-C6H13
CH3
CH3
CH3
CH3
CH3
CH3
CH3
CH3
CH3
CH3
CH3
H
H
H
H
CH3
CH3
C2H5
C2H5
C2H5
C2H5
C2H5
C2H5
C2H5
C2H5
C2H5
n-C3H7
n-C3H7
CH3
CH3
CH3
CH3
CH3
CH3
CH3
CH3
CH3
CH3
CH3
CH3
CH3
2-CH3
H
4-CH3
2,4-(CH3)2
2,4,6-(CH3)3
2-C2H5
2,6-(C2H5)2,4-CH3
2-i-C3H7
4-i-C3H7
2-Cl
2,6-(Cl)2
2-CH3
2,4-(CH3)
H
4-i-C3H7
Log
1/IC50
6,16
5,42
4,68
5,12
6,03
6,42
7,10
7,22
6,54
7,52
7,99
7,62
6,86
7,87
5,89
8,01
5,83
7,81
6,12
6,31
7,18
7,77
7,76
7,86
6,49
6,94
7,11
7,24
7,35
7,05
4,90
6,81
7,42
6,75
5,88
7,16
7,03
7,21
97
Çizelge 4.1. (Devam) N-Benzil piperidin türevleri tarafından HAChE‟nin in
Vitro inhibisyonu
Bil. Ġsk.
No Türü n
172
173
174
175
176
177
178
179
180
181
182
183
184
185
186
187
188
189
J
J
J
J
J
J
J
J
K
K
K
K
K
K
K
K
K
K
190
191
192
193
194
K
K
K
K
K
X
H
5-CH3
5,6-(CH3)2
5-OCH3
6-OCH3
7-OCH3
6-NHCOCH3
6-NHCOC6H5
6-NHSO2C6H5
6- N
O
6-NH2
6-OH
6-Br
6-CN
6-CONH2
R
R1
R2
n-C7H15
n-C7H15
n-C6H13
n-C4H9
n-C3H7
CH3
n-C7H15
n-C6H13
CH2C6H5
C2H5
C2H5
C2H5
C2H5
C2H5
n-C3H7
n-C3H7
CH3
H
H
H
H
H
H
H
Log
1/IC50
6,30
6,42
6,68
5,97
5,66
6,60
6,20
6,26
7,26
8,11
8,24
8,14
8,08
8,15
8,55
8,03
7,85
9,10
7,70
7,59
7,30
7,00
8,06
uzunlukları, hata sınırları içerisinde birbirleriyle uyumludur. Çizelge 4.2‟de
görüldüğü gibi, MMX ve AM1-MOPAC yöntemiyle hesaplanan bağ
uzunluğu sırasıyla; N1-C2 için 1,36†1,38 Å, C2-O4 için 1,21†1,24 Å ve C13C19 için 1,54†1,53 Å‟dır.
98
değiĢmektedir. Aynı durumlar bağ açıları içinde geçerlidir. Torsiyon
açılarında iki metoda göre bazı farklılıklar görülmektedir.
Benzer durumlar diğer moleküller için (Bkz. Çizelge 4.3, 4.4, 4.5, 4.6,
4.7)‟de görülebilir.
25
3
24
H
23
1
N
19
8
2 4 5
COO
7
9
C H3
13
12
10
C H2
15
C H3
14
N
N
C H3
C H3
Bağ Uzunluğu (Å)
Atomlar
MMX AM1
Atomlar
MMX
AM1
Atomlar
N1-C2
1,36
1,38
N1-C2-O4
123,74
128,21
H3-N1-C2-O4
176,22
177,46
C2-O4
1,21
1,24
H3-N1-C23
116,84
115,37
H3-N1-C23-C24
152,54
157,92
N1-C23
1,38
1,41
N1-C23-C24
125,19
123,07
N1-C23-C24-C25
-179,91
-175,23
C2-O5
1,35
1,39
N1-C2-O5
116,93
120,71
H3-N1-C2-O5
-4,12
-2,65
O5-C7
1,36
1,39
C2-O5-C7
132,90
122,58
N1-C2-O5-C7
8,67
3,79
C7-C8
1,35
1,42
O5-C7-C8
119,51
115,40
C2-O5-C7-C8
-137,52
-128,56
C8-C9
1,34
1,38
C7-C8-C9
120,12
118,25
O5-C7-C6-C9
-178,82
-172,46
C9-C13
1,50
1,50
C8-C9-C13
128,16
132,30
C7-C8-C9-C13
-177,34
-176,84
C13-C19
1,54
1,53
C9-C13-C19
107,51
107,96
C8-C9-C13-C19
86,89
83,87
C13-C14
1,54
1,61
C9-C13-C14
95,13
97,66
C8-C9-C10-N12
177,84
178,45
C10-N12
1,38
1,44
C9-C10-N12
108,76
111,93
C9-C10-N12-C15
173,62
154,33
N12-C15
1,45
1,44
C10-N12-C15
116,19
117,43
MMX
AM1
99
Bu iki metot benzer sonuçları vermektedir. Bundan dolayı, veri tabanını
CNDO/2 metodu kullanarak oluĢturduk ve bu veri tabanını ET matrisi
oluĢturmak için kullandık.
Aktif ve inaktif olan iki bileĢiğin kuantum kimyasal incelemesi yarı
deneysel moleküler orbital lineer konformasyon atomik orbital (SCF MOLCAO) metodu kullanılarak yapılmıĢtır.
C H3
C H2
1
23
25
24
29
H
N
19
3
2 4
5
COO
8
C H3
13
7
12
C H2
14
N
C H3
C H3
18
N 16
20
C H3
Bağ Uzunluğu (Å)
Atomlar
MMX AM1
Atomlar
MMX
AM1
Atomlar
N1-C2
1,35
1,38
H3-N1-C2
117,97
118,57
H3-N1-C2-O4
175,77
176,12
C2-O4
1,21
1,24
N1-C2-O4
121,98
127,89
N1-C23-C24-C25
-179,70
-176,73
N1-C23
1,37
1,42
N1-C23-C24
123,90
121,99
N1-C23-C24-C29
-1,60
4,61
C23-C24
1,35
1,42
C23-C24-C29
122,89
122,46
H3-N1-C2-O5
-4,67
-4,70
C24-C29
1,51
1,48
N1-C2-O5
117,82
121,90
N1-C2-O5-C7
7,96
-0,68
C2-O5
1,35
1,39
C2-O5-C7
132,37
122,67
C2-O5-C7-C8
-137,11
-131,18
O5-C7
1,36
1,39
O5-C7-C8
119,46
114,75
C13-C14-N16-C18
-54,01
-38,38
C7-C8
1,35
1,42
C14-N16-C20
115,13
114,56
N16-C20
1,45
1,44
MMX
AM1
100
3
19
H
2
1
22
24
N
8
4 5
7
COO
9
13
C H3
10
23
N
N
C H3
H
12
15
Bağ Uzunluğu (Å)
Atomlar
MMX AM1
Atomlar
MMX
AM1
Atomlar
MMX
AM1
N1-C2
1,36
1,38
H3-N1-C2
115,28
117,60
H3-N1-C2-O4
-170,07
-178,73
C2-O4
1,21
1,24
N1-C2-O4
124,07
128,42
H3-N1-C22-C23
-160,95
-163,50
N1-C22
1,38
1,40
N1-C22-C23
125,77
123,50
N1-C22-C23-C24
-179,90
-176,08
C2-O5
1,35
1,39
N1-C2-O5
116,49
120,33
N1-C2-O5-C7
7,19
10,40
O5-C7
1,36
1,39
C2-O5-C7
131,86
121,75
C2-O5-C7-C8
-134,74
-134,60
C7-C8
1,35
1,41
O5-C7-C8
119,56
115,94
O5-C7-C8-C9
-179,57
-172,85
C8-C9
1,34
1,38
C7-C8-C9
120,19
118,14
C7-C6-C9-C13
-176,43
-177,42
C9-C13
1,50
1,50
C8-C9-C13
127,88
132,19
C8-C9-C13-C19
84,79
83,17
C13-C19
1,54
1,52
C9-C13-C19
107,03
107,85
C9-C10-N12-C15
-179,00
-153,10
N12-C15
1,45
1,44
C10-N12-C15
116,78
117,76
C H3 H
23
C H3
3
20
2 4
19
C
N
1
C H3
8
5
COO
7
C H3
9
13
14
N15
18
C H2
C H3
101
Bağ Uzunluğu (Å)
Atomlar
MMX AM1
Atomlar
MMX
AM1
Atomlar
N1-C2
1,36
1,38
N1-C2-O4
121,87
127,84
H3-N1-C2-O4
178,62
174,53
C2-O4
1,21
1,24
N1-C19-C23
110,97
115,59
C2-O5-C7-C8
-126,45
-124,48
04-C19
1,46
1,44
N1-C2-O5
117,30
120,42
O5-C7-C8-C9
-179,89
-173,32
C19-C23
1,53
1,52
C2-O5-C7
128,90
120,24
C8-C9-C13-C20
83,16
84,29
C2-O5
1,35
1,40
O5-C7-C8
120,01
116,12
C13-C14-N15-C18
93,72
95,38
O5-C7
1,36
1,39
C9-C13-C20
107,00
107,20
C13-C20
1,54
1,52
C14-N15-C18
115,39
116,41
N15-C18
1,45
1,44
MMX
AM1
3
21
20
C H3
H
19
C H2- C H2
2
1
8
4 5
COO
N
7
14
N 15
18
22
C H2
C H3
Bağ Uzunluğu (Å)
Atomlar
MMX AM1
Atomlar
MMX
AM1
Atomlar
N1-C2
1,36
1,38
N1-C2-O4
122,44
128,09
H3-N1-C2-O4
176,43
175,34
C2-O4
1,21
1,24
N1-C19-C20
110,19
114,18
N1-C19-C20-C21
179,05
175,02
N1-C19
1,46
1,44
C19-C20-C21
111,87
109,90
N1-C2-O5-C7
9,29
10,83
C19-C20
1,54
1,53
N1-C2-O5
116,95
120,19
C2-O5-C7-C8
C20-C21
1,53
1,51
C2-O5-C7
129,73
120,39
C14-N15-C18-C22
C2-O5
1,35
1,40
O5-C7-C8
120,09
115,52
O5-C7
1,36
1,39
C14-N15-C18
114,64
111,02
N15-C18
1,46
1,46
N15-C18-C22
112,61
114,25
C18-C22
1,54
1,52
MMX
AM1
-132,93 -131,43
175,48
174,63
102
1
16
2
C H2- C H2
17
N
N
5
6
C H2
7
O
N
O
ġekil 4.7. N189 bileĢiğin yapısı
Bağ Uzunluğu (Å)
Atomlar MMX AM1
Atomlar
MMX
AM1
Atomlar
MMX
AM1
C1-C2
1,54
1,51
C1-C2-C5
113,76
113,56
C1-C2-C5-C6
167,77
166,73
C2-C5
1,54
1,52
C2-C5-C6
110,76
108,92
C2-C5-C6-C7
178,96
178,00
C5-C6
1,54
1,52
C1-C17-C16
127,83
122,83
C1-C17 1,50
1,48
Dönme açısına bağlı olarak enerji değiĢimi N149 aktif ve N176 inaktif
üzerinde dönme açıları φ1, φ2, φ3, … Ģeklinde Ģekilde verilmiĢtir.
global minimumu olarak alıyoruz. ġekil 4.8‟den görüldüğü gibi, φ1=1800‟de
enerji bariyeri en yüksektir. φ1,
N ve C atomları arasındaki dönmeyi
belirtmektedir. N ve C atomlarının her ikisi de sp2 hipritleĢmesi ve 
etkileĢimi olduğundan dönmeye fazla müsaade etmemektedir. Bu da enerji
bariyerinin yüksek olmasına sebep olur. Ġkinci maksimum φ4=600‟de
görülmektedir. O=C-O (φ2) ve O-fenil φ3 bağlarına göre daha serbest
dönebilmektedir.
103
ġekil 4.9‟da görüldüğü gibi, φ1=1560‟de enerji bariyeri en yüksektir. ġekil
4.8‟deki N149‟da bahsedildiği gibi; φ1‟de N ve C atomları arasındaki
dönmeyi belirtmekte ve bundan dolayı enerji bariyeri yüksek olmaktadır.
Görüldüğü gibi; molekül, enerji olarak birkaç lokal minimuma sahiptir. Bu
molekülün esnekliğini gösterir ve çok az bir enerjiyle lokal minimumdan bir
baĢka lokal minimuma geçebilir. Bu durum konformasyon analizin önemini
göstermektedir.
Bu kısımda global minimumu bularak sonraki çalıĢmalarda bu global
minimumu kullanıyoruz. Bu prosedür tüm bileĢikler için geçerlidir.
104
C H3
O

 H 

C H2- C H2 N
C
O
E (k k al)
N
C2 H5
195


155


115
75
35
-5
0
60
120
180
240
300
360
 (derece)
4.3. HAChE Ġnhibitörlerinin Elektron Yapısının Ġncelenmesi
Tüm bileĢiklerin serisi CNDO, AM1 kuantum kimyasal programlar
kullanılarak incelenmiĢtir.
Hesaplama bazında, 100-183 arasında orbital alınmıĢtır. Farklı sistemlerin
atom sayısı 40-75 arasında değiĢmektedir. Hesaplamalar IBM PC Pentium
III bilgisayarda yapılmıĢtır. En büyük molekülün hesaplaması yaklaĢık 6
dakika sürmektedir.
105
CNDO/2 hesaplamalarıyla çıkıĢ dosyasında; SCF enerjileri ve bunlara ait
dalga fonksiyonları, tüm integralleri, Coulomb rezonans yoğunluk matrisi,
atom yükleri, orbitallerin elektron dağılımları, Wiberg indisleri, elektronik
bağ mertebesi ve HOMO-LUMO orbitallerden oluĢan reaksiyon merkezleri
hesaplanmıĢtır.
Bütün bu veriler, büyük bir veri tabanı oluĢturmaktadırlar. Bu veriler bir
sonraki elektron topolojik matrisi oluĢturmak için kullanılmaktadır.
Veriler çok büyük olduğu için, sadece iki aktif (N149, N164) ve iki inaktif
(N150, N166) bileĢiğinin elektronik yapısını gösterilmiĢtir.
Aktif N149 ve inaktif N150 bileĢiklerinin yapılarındaki fark, amino gruba
bağlı
fenil
halkasına
farklı
substutientlerin
bağlanmasından
ileri
gelmektedir. Bu moleküllerin elektron dağılımı Çizelge 4.8‟de verilmiĢtir.
Bağ mertebesinin ve atom yüklerinin fenil halkasına bağlı olan radikale göre
değiĢtiği görülmektedir (Bkz. Çizelge 4.8). Sınır orbitalleri, elektron analizi
için çok önemlidir. Çünkü bunlardan biri donor diğeri akseptör özelliği
taĢımaktadır.
Reaksiyon
merkezleri
HOMO-LUMO
orbitallerinden
hesaplanmaktadır. HOMO orbitallerinde, HOMO orbitallerinin reaksiyon
merkezleri N149 bileĢiğinde O5, C6, C7, C9, C10, N12 atomları üzerinde ve
N150 bileĢiğinde O5, C6, C7, C9, C11, N12 atomları üzerinde oluĢmuĢtur. Bu
atomlar üzerinde en büyük reaksiyon dağılımı olmaktadır. LUMO
orbitallerinde farklılıklar görülmektedir. Aktif N149 molekülünde LUMO
reaksiyon merkezleri C6, C8, C9, C11 atomları üzerinde, inaktif N150
molekülünde ise LUMO reaksiyon merkezleri C22, C26 atomları üzerindedir.
106
üzerinde
momentleri momentleri
24
26
3
H
23
2 4 5
1
N
22
21
7
COO
8
6
C H2
11
26
12
10
C H3
N
N
C H3
C H3
C2 H5
25 24
C H3
9
1
23
21
H
N
23
C H3
C H3
19
C
22
1
H
N
C H3
COO
7
9
C H3
19
C H3
1
N
COO
10
HOMO
LUMO
4,85
8
7
N
N
C H3
C H3
15
10
N
15
12
N
C2 H5
N166 (-)
N150 (-)
O5
C6
C7
C9
C11
N12
C22
C23
C24
C25
C26
5,15
C H3
9
13
6
Bağ Mertebeleri
(ē yük birimi)
Atom Yükleri (ē yük birimi)
2 4 5
13
6
12
11
N150 (-)
H
2 4 5
C H3
9
6
3
3
N164 (+)
BileĢik
N149 (+)
Parametre
N1
-0,24
C2
0,51
H3
0,12
O4
-0,39
C21
0,15
C22
0,01
C23
0,02
C24
0,03
C26
0,02
N1-C2
1,12
N1-C3
0,95
N1-C23
0,99
C2-O4
1,72
C21-C22
1,41
C21-C26
1,46
C22-C23
1,39
C23-C24
1,41
O5
0,06
C6
0,05
C7
0,11
C9
0,09
C10 0,09
N12 0,35
C6
0,26
C8
0,18
C9
0,27
C11 0,17
(ē yük birimi)
7
C2 H5
C2 H5
Dipol Moment
(Debye)
2 45
COO
22
N149 (+)
24
3
-0,23
0,52
0,12
-0,41
0,13
0,02
-0,02
0,02
0,02
1,13
0,95
0,99
1,71
1,42
1,42
1,39
1,38
0,06
0,05
0,11
0,09
0,05
0,34
0,10
0,25
0,03
-0,82
0,27
N164 (+)
N166 (-)
-0,25
0,51
0,12
-0,39
0,16
-0,02
-0,03
-0,03
-0,24
0,50
0,12
-0,36
0,11
1,14
0,96
0,94
1,72
1,00
1,01
1,01
1,12
0,95
1,02
1,74
N1
C2
H3
O4
C19
C22
C23
C24
N1-C2
N1-C3
N1-C19
C2-O4
C19-C22
C19-C23
C19-C24
O5
C6
C7
C10
C13
N15
C6
C7
C9
C10
5,39
0,07
0,06
0,06
0,09
0,11
0,17
0,10
0,29
0,14
0,27
C7
C10
C12
C13
N15
0,04
0,06
0,01
0,13
0,29
C6
C7
C8
C9
C10
5,37
0,10
0,31
0,04
0,12
0,27
107
Aktif N164 ve inaktif N166 bileĢiklerinin elektron yapısı Çizelge 4.8‟de
görülmektedir (Bkz. Çizelge 4.8). Diğer iki örnekte görüldüğü gibi, elektron
dağılımında farklılık N1 ve C19 atomlarında görülmektedir. N164 bileĢiğinde
HOMO reaksiyon merkezine oksijen girmekte, N166 bileĢiğimde ise
oksijen girmemektedir. N164 ve N166 bileĢiğinde, reaksiyon merkezlerinin
katsayısı azot atomunda görüldüğü gibi değiĢmekte, bu farklılıklar azota
bağlı olan radikallerin farklı olmasından ileri gelmektedir. LUMO reaksiyon
merkezlerinde ise, fazla bir değiĢiklik olmadığı görülmektedir.
ġekil 4.10‟da sınır moleküler orbitallere yakın birkaç dolu ve birkaç boĢ
orbitalin enerjileri verilmiĢtir.
Bu dört molekül (N149, N150, N164, N166) HOMO orbitalleri –10,26 ile –
11,71 eV arasında, LUMO orbitalleri ise 4,00 ile 3,81 eV arasında
değiĢmektedir. Enerji farkı (E) yaklaĢık 14 eV civarındadır (Bkz. ġekil
4.10).
Çizelge 4.9‟da HOMO-LUMO orbitallerine ait dalga fonksiyonları
görülmektedir. N149 ve N150 molekülleri için, HOMO moleküler orbitale
ait dalga fonksiyonu genellikle  (2 PZ) orbitallerinden oluĢmaktadır. Bu
orbitalleri oluĢtururken 0,1‟ den daha büyük katsayılar alınmıĢtır. Dalga
fonksiyonları O5, C6, C7, C9, C11, N12, C13, C14 atomlarına aittir.
LUMO moleküler orbitale ait dalga fonksiyonları ise N149 molekülünde
C6, C8, C9, C11 atomlarından oluĢmaktadır. Bu atomlar görüldüğü gibi, fenil
 sistemini oluĢturmaktadır. N150 molekülü için LUMO moleküler orbitale
ait dalga fonksiyonları C22, C23, C24, C25, C26 atomlarına aittir. Bunlarda
amino gruba bağlı fenil halkasına aittir. Çizelgeden görüldüğü gibi bu gruba
değiĢik radikaller bağlanmıĢtır.
108
ġekil 4.10. N149 (a), N150 (b), N164 (c) ve N166 (d)‟ bileĢiklerinin
sınır moleküler orbitallerinin enerjileri
N164 molekülünde HOMO orbitallerinin dalga fonksiyonları O5, C6, C7,
C10, C13, N15 atom orbitallerine aittir. Bu atomlar, fenil halkasını oluĢturan
atomlardır. C13 atomu Py orbitali ile N15 atomu Px, Pz orbitalleri ile MO
109
dalga fonksiyonuna girmektedir. N166 molekülünde HOMO orbitalleri
dalga fonksiyonları C7, C10, C12, N15 atomlarının karıĢık Px, Py, Pz
orbitallerine aittir.
N149
BileĢik E (eV)
No
E62= -10,32  0 , 24  OPz5  0 , 26  CPz6  0 ,37  CPz7
 0 , 29  Pz  0 , 23  Pz
C9
HOMO
 0 ,57  Pz  0 ,13  Pz  0 ,12  Pz
E63= 4,00
 0 ,51  Pz  0 , 42  Pz  0 ,52  Pz  0 , 41  Pz
N 12
C6
C 13
C8
C 11
C 14
C9
C 11
N164
N150
LUMO
E80= -10,26
0 , 24  Pz  0 , 22  Pz  0 ,33  Pz  0 , 28  Pz  0 , 29  Pz
HOMO
 0 , 22  Pz  0 ,57  Pz
E81= 3,96
 0 , 22  Pz  0 , 20  Px  0 , 29  Py  0 , 35  Pz
LUMO
 0 , 29  Py  0 , 36  Pz
E63= -11,63
 0 , 24  Pz  0 , 22  Pz  0 , 24  Pz  0 , 27  Pz  0 , 25  Py
HOMO
 0 , 20  Px  0 ,39  Pz
E64= 3,97
 0 ,30  Pz  0 ,50  Pz  0 ,35  Pz  0 , 49  Pz
O5
C6
C 11
C 22
C 26
O5
N 15
C6
C7
C9
C 10
N 12
C 23
C 23
C 24
 0 , 21  Pz
C 25
C 26
C6
C7
C 10
C 13
N 15
C7
C9
C 10
LUMO
N166
E54= -11,71
 0 ,19  Pz  0 , 21  Pz  0 , 29  Py  0 , 21  Px  0 , 44  Pz
C7
C 10
C 12
N 15
N 15
HOMO
E55= 3,81
 0 ,31  Pz  0 ,52  Pz  0 ,18  Pz  0 ,32  Pz  0 , 48  Pz
LUMO
 0 ,18  Pz  0 ,17  Py
C6
C 11
C7
C8
C9
C 10
C 12
N164 molekülünde LUMO orbitallerinin dalga fonksiyonları C6, C7, C9,
C10‟ un Pz atom orbitallerine aittir. N166 molekülünde LUMO orbitallerinin
110
dalga fonksiyonları C6, C7, C8, C9, C10, C11 atomlarının Pz atom orbitalleri ile
C12 atomunun Py atom orbitaline aittir.
4.4. TartıĢma
Seriye 61 molekülün HAChE‟ nin inhibitörü dahildir (Bkz. Çizelge 4.1)
[97]. Serideki moleküllerin, 24 tanesi aktif (log 1/IC50  7,24), 12 tanesi
düĢük aktiviteli (6,94  log 1/IC50  7,24) ve 25 tanesi inaktif (log 1/IC50 
6,94) olarak sınıflandırıldı.
ETM‟ ler her proteinin (karĢılaĢtırma için farklı AChE proteinlerinin verisi
bileĢiklerin bir kombine serisinde [87] ve ayrılmıĢ serisinde [85,87]
denendi) özel aktif özelliklerini tanımak için, her set için ayrı ayrı
uygulandı.
N149 bileĢiği farmakofor özellik 4-I (FÖ-4-I)‟in hesaplanması için
karĢılaĢtırma bileĢiği olarak kullanıldı (ġekil 4.11).
ETSCFÖ-II 5*5 düzeninde olup, bağların simetrisi yüzünden yalnızca bu
matrisin üst üçgeni verilmiĢtir. ġekilden görüldüğü gibi 24 aktif bileĢikten
17 tanesinde farmakofor özellik 4-I bulundu. 25 inaktif molekülde bu
özelliğe rastlanmamıĢtır. Bu özelliğe (FÖ-4-I); fenil grubunun C22, C25, C26
atomlarıyla, C9, C11 atomları dahildir.
Break (kırıcı, aktivite bozucu) aktivitesi serideki N150 bileĢiği için
hesaplandı. Bu anti-farmakofor özellik 4-II (AFÖ-4-II) 19 inaktif bileĢikte
ortaya çıkmıĢtır (ġekil 4.12). Bu özelliğe, aktif bileĢiklerin hiç birinde
rastlanmamıĢtır. Bu özelliğin gerçekleĢme olasılığı, PĠA(AFÖ-4-II)=
0,95‟dir. Bu özellik inaktif bileĢiklerin baĢlıca özelliğidir.
111
25
26
11
9
22
C9
C11
C22
C25
C26
0,01
2,32
7,37
8,23
9,01
-0,01
2,48
3,61
3,52
0,01
1,39
2,34
0,03
1,43
0,03
1= ± 0,03, 2= ± 0,13, LA/LİA=19/0, PA= 0,95
29
1
20
3
16
8
N1
H3
C8
N16
C20
C29
0,21
0,95
4,04
8,42
9,53
2,79
0,11
3,64
7,71
8,80
2,81
-0,04
4,75
5,98
5,97
-017
1,03
9,68
0,09
10,51
1= ± 0,04, 2= ± 0,10, LA/LİA=0/19, PİA= 0,95
0,03
ġekil 4.12. KarĢılaĢtırma bileĢiği N150 için anti-farmakofor özellik 4-II
(AFÖ-4-II)
112
olan farmakofor özellik 4-III (FÖ-4-III) yani bir farmokolojik özellik
bulunmuĢtur. Özellik FÖ-4-III FÖ-4-I‟e benzerdir. Atomların yük
dağılımına dair uzay düzeni her iki farmokolojik özellik için yaklaĢık olarak
aynıdır. FÖ-4-III ve onun karĢılığı olan ETSC (ETSCFÖ-4-III) N157 bileĢiği
esas alınarak hesaplanmıĢtır (ġekil 4.13). Bu özellikte C20-C21 atomları
arasında aromatik bağ olduğunu (ETSCFÖ-4-III‟ de anılan sıraya göre 3. ve 4.
sırada belirtilmiĢtir) ve bu bağ için Wiberg indis değeri W34=1,45 olarak alt
matriste verilmiĢtir (ġekil 4.13). ETSCFÖ-4-III‟nin köĢegen olmayan diğer
bütün elementlerinde fragmentteki bütün atom çiftleri için benzer 3D
mesafeleri mevcuttur.
10
25
17
20
21
C10
C17
C20
C21
C25
0,12
3,70
8,51
7,36
8,69
0,01
11,07
9,83
11,37
0,02
1,45
1,44
-0,05
2,33
-0,02
1= ± 0,05, 2= ± 0,10, LA/ LİA=20/2, PİA= 0,88
ġekil 4.13. KarĢılaĢtırma bileĢiği N157 için farmakofor özellik 4-III (FÖ-4III)
113
Bu özellik (FÖ-4-III) serideki bütün aktif bileĢiklerdeki ETM‟de denenerek
özelliği taĢıyıp taĢımadıkları kontrol edildi. Bu özellik 20 aktif bileĢikte
(LA=20) ve 2 inaktif bileĢikte (LĠA=2) bulunmuĢtur. Bu yolla, aktif
bileĢiklerin setinde FÖ-III‟ in bulunma olasılığı (PA(FÖ-4-III)) 0,88 olarak
hesaplanmıĢtır.
Ana molekülün farklı kısımlarına ait beĢ atomda FÖ-4-III özelliği
bulunmuĢtur. Bu atomlar; fenil halkasının üç karbon atomu (C20, C21, C25)
ve ftalimido halkasının C10 ve C17 karbon atomlarında bu özellik mevcuttur.
Bütün bu atomların kendine özgü elektron topolojik parametreleri (baĢlıca,
atomik yükler ve interatomik 3D mesafeleri) ETSCFÖ-III‟den belirlenmiĢtir.
ġekil 4.13‟de görüldüğü gibi, aktif bileĢiklerin en önemli iki kısmı özelliğe
(FÖ-4-III) dahil edilmiĢtir (Bkz. ġekil 4.13).
Anti-farmakofor özellik 4-IV (AFÖ-4-IV) N164 karĢılaĢtırma bileĢiği
olarak alınarak serideki inaktif bileĢiklerin grubu için hesaplandı (ġekil
4.14).
ġekilde görülen bütün atomların (toplam yedi atom, N1, C2, O5, C12, N15,
C18, C23) alıcıyla hidrojen bağı yapamadığı bulundu. Bu anti-farmakofor
özellik 4-IV‟ nın inaktif bileĢiklerin sınıfında gerçekleĢme olasılığı
(PĠA(AFÖ-4-VI)) 0,95‟ dir (ġekil 4.14). AFÖ-4-IV serideki 25 inaktif
bileĢikten 18 tanesinde bulundu. 24 aktif ve 12 düĢük aktiviteli bileĢikte bu
özelliğe rastlanmamıĢtır. Özelliği içeren bileĢiklerin hiç birinin aktif
olmadığı bulundu.
N164 inaktif (Log 1/IC50= 4,90) olmasına karĢılık aynı iskelet türünde R
mevkiine t-C4H9 yerine n-C4H9 bağlandığında (N163) aktif (Log 1/IC50=
7,05) olmaktadır (Bkz. Çizelge 4.1). Bu durum N164‟ da ki t-C4H9
grubunun sterik etkisinden kaynaklanmaktadır. Benzer durumlar N164 ile
114
aynı iskelet türündeki diğer bazı moleküller için de geçerlidir (örnek olarak
N160, N161, N165, Bkz. Çizelge 4.1).
23
12
1
2
18
5
15
N1
C2
O5
C12
N15
C18
C23
-0,22
0,16
2,30
6,32
8,28
8,88
2,49
0,53
1,01
6,53
8,23
9,02
3,10
-0,25
5,57
7,09
8,00
4,32
-0,02
2,67
3,08
8,38
-0,18
1,00
10,57
0,12
11,14
-0,03
1= ± 0,03, 2= ± 0,15, LA /LİA=0/18, PİA= 0,95
ġekil 4.14. KarĢılaĢtırma bileĢiği N164 için anti-farmakofor özellik 4-IV
(AFÖ-4-IV)
Anti-farmakofor özellik 4-V (AFÖ-4-V) N176 karĢılaĢtırma bileĢiği olarak
alınarak serideki inaktif bileĢiklerin grubu için hesaplandı (ġekil 4.15).
ġekilden görüldüğü gibi anti-farmakofor özellik 4-V (AFÖ-4-V) toplam
sekiz atomda (H3, C10, C12, N15, C17, C18, C19, C21) bulunmaktadır. Bu inaktif
özellik 4-V‟in inaktif bileĢiklerin sınıfında gerçekleĢme olasılığı (PĠA(AFÖ4-V)) 0,95‟dir (ġekil 4.15). AFÖ-4-V‟e serideki 25 inaktif bileĢikten 18
tanesinde rastlanmamıĢtır. 24 aktif bileĢikten hiç birinde bu özelliğe (AFÖ-
115
4-V) rastlanmamıĢtır. Özelliği içeren bileĢiklerin hiç birinin aktif olmadığı
bulundu. N176‟nin dahil olduğu iskelet türünde R2 mevkiine metil grupları
yerine hidrojen bağlandığında moleküller inaktif olmaktadır (Bkz. Çizelge
4.1 moleküller N173, 174,175,177,178,179).
21
10
12
19
18
3
15
17
H3
C10
C12
N15
C17
C18
C19
C21
0,95
4,98
6,41
8,37
8,54
8,83
0,99
3,82
0,02
1,00
3,66
4,33
4,27
6,27
8,00
-0,02
2,67
3,75
3,06
7,64
9,22
-0,17
0,99
1,00
9,71
11,57
0,10
2,64
9,93
12,00
0,12
10,06
11,81
0,13
2,54
-0,01
1= ± 0,04, 2= ± 0,10, LA//LİA=0/18, PİA= 0,95
ġekil 4.15. KarĢılaĢtırma bileĢiği N176 için anti-farmakofor özellik 4-V
(AFÖ-4-V)
Farmakofor özellik 4-VI (FÖ-4-VI) N189 karĢılaĢtırma bileĢiği olarak
alınarak, serideki aktif bileĢiklerin grubu için hesaplandı (ġekil 4.16).
116
ġekilden görüldüğü gibi farmakofor özellik 4-VI (FÖ-4-VI) toplam yedi
atomda (C1, C2, C7, C10, C11, C13, O19) bulunmaktadır. Bu farmakor özellik
4-VI‟nın aktif bileĢiklerin sınıfında gerçekleĢme olasılığı (PA(FÖ-4-VI))
0,95‟dir (ġekil 4.16). Bu özelliğe (FÖ-4-VI) serideki 24 aktif bileĢikten 18
tanesinde rastlanmıĢ, 25 inaktif bileĢikten hiç birinde bu özelliğe (FÖ-4-VI)
rastlanmamıĢtır. Özelliği içeren bileĢiklerin hiç birinin inaktif olmadığı
bulunmıĢtır.
1
2
7
13
19
11
10
C1
C2
C7
C10
C11
C13
O19
0,01
1,01
5,11
9,39
8,30
8,57
3,70
0,02
3,90
8,06
7,04
7,40
4,36
0,11
4,65
3,66
3,51
8,16
0,02
1,46
2,68
12,16
0,01
2,31
11,26
0,01
11,65
-0,19
1= ± 0,03, 2= ± 0,13, LA/LİA=18/0, PA= 0,95
ġekil 4.16. KarĢılaĢtırma bileĢiği N189 için farmakofor özellik 4-VI (FÖ-4VI)
Fenil grubuna bağlı olan substutientlerin inhibitör aktivitesi üzerine kritik
etkisi vardır (ġekil 4.17). N144 ve N151‟de fenil halkasına bağlı olan
substutientler azot atomuyla hidrojen bağı yapmaktadır. Ayrıca bu 4
117
moleküle bağlı olan substutientlerin +I indüktif etkisi vardır. Fakat N144 ve
N151‟de bağlı olan substutientlerin +I indüktif etkisi N146 ve N152‟e göre
daha fazladır. Bu iki durum bileĢiklerin aktifliğini bize açıklamaktadır.
N146 ve N152‟de bağlı olan substutientler azot atomuyla hidrojen bağı
yapamadığından inaktifler grubuna dahildirler.
H
N
H
C H3
C H3
COO
C H3
N
N
N
C H3
C H3
C H3
C H3
H
CH
C H3 C H3
C H3
COO
N
N144 (A= 7,99)
N
N
N146 (A= 6,86)
C H3
COO
N
N
C H3
C H3
N151 (A= 7,81)
C H3
H
CH
N
C H3
COO
C H3
N
N
C H3
C H3
N152 (A= 6,12)
ġekil 4.17. Aktiflik üzerine fenil grubuna bağlı olan substutientlerin etkisi
N161, N162, N163 ve N165 moleküllerinde azot atomuna bağlı olan
substutientlerin değiĢmesi inhibitör aktivitesini değiĢtirmektedir (ġekil
4.18). N165, N163, N162, N161 sırasıyla bağlı olan grupların zincir boyu
uzamaktadır. Zincir boyunun uzaması elektron yoğunluğunu artırmaktadır.
Zincir boyunun uzaması belli bir yere kadar inhibitör aktivitesini artırırken
(N165, N163, N162 sırasıyla), daha sonra tekrar azalmasına (N161) neden
olmaktadır (ġekil 4.18). Benzer durum N176, 175, 174, 173 moleküllerinde
de görülmektedir (Bkz. Çizelge 4.1).
118
C H3
H
C H3
( C H2)2
N
C H3
H
C H3
COO
( C H2)3
N
COO
N
N
C H2
C H2
C H3
C H3
N165 (A= 6,81)
N163 (A= 7,05)
H
C H3
H
C H3
( C H2)5
N
( C H2)6
N
C H3
COO
C H3
COO
N
C H2
N
C H3
C H2
C H3
N162 (A= 7,35))
N161 (A= 7,24)
ġekil 4.18. Aktiflik üzerine azot atomuna bağlı olan substutientlerin etkisi
Azot atomları arasındaki karbon zinciri boyunun inhibitör aktivitesi üzerine
kritik bir önemi vardır (ġekil 4.19). Eğer zincirin boyu kabul edilebilir sınıra
kadar artarsa aktivite artmaktadır.
119
C H3
C H3
O
N
( C H2)4
N
COO
O
N
( C H2)5
N
COO
H
H
N
C H3
N
N
N
C H3
C H3
C H3
N136 (A= 4,68)
N137 (A= 5,12)
C H3
C H3
O
N
( C H2)6
N
COO
H
O
N
( C H2)7
N
COO
H
N
N
N
N
C H3
C H3
C H3
C H3
N138 (A= 6,03)
N139 (A= 6,42)
C H3
O
N
( C H2)8
N
COO
H
C H3
O
N
N
C H3
C H3
N
( C H2 ) 9
N
COO
H
N140 (A= 7,10)
N
N
C H3
C H3
N141 (A= 7,22)
C H3
O
N
( C H2 ) 1 0
N
COO
H
C H3
O
N
N
C H3
C H3
N142 (A= 7,40)
N
( C H2 ) 1 1
N
COO
H
N
N
C H3
C H3
N143 (A= 7,40)
ġekil 4.19. Aktiflik üzerine karbon zincirinin etkisi
4.5. Sonuçlar
Çizelge 4.10‟da HAChE inhibitörlerine ait üç farmakofor (FÖ 4-I, 4-II, 4VI) ve 3 anti-farmakofor özellikler (AFÖ 4-II, 4-IV, 4-V) bileĢikleri
aktiflikleri yanında tablo halinde verilmiĢtir.
120
Çizelge 4.10. N-Benzil piperidin türevleri tarafından HAChE‟nin in Vitro
inhibisyonu ve özelliklerin gerçekleĢmesi
FÖ-4-I FÖ-4-III FÖ-4-VI
Bil. Log
No 1/IC50
134 6,16
135 5,42
136 4,68
137 5,12
138 6,03
139 6,42
140 7,10
141 7,22
142 6,53
143 7,52
144 7,99
+
+
+
145 7,62
+
146 6,86
147 7,87
+
+
148 5,89
149 8,01
+
+
+
150 5,83
151 7,81
+
+
+
152 6,12
+
153 6,31
+
154 7,18
155 7,77
+
+
+
156 7,76
+
+
+
157 7,86
+
+
158 6,49
159 6,94
160 7,11
161 7,24
162 7,35
163 7,05
164 4,90
165 6,81
166 7,42
+
167 6,75
168 5,88
169 7,16
170 7,03
+ Özelliğin GerçekleĢmesi
AFÖ-4-II
AFÖ-4-IV
AFÖ-4-V
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
-
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
-
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
-
121
Çizelge 4.10. (Devam) N-Benzil piperidin türevleri tarafından HAChE‟nin
in Vitro inhibisyonu ve özelliklerin gerçekleĢmesi
FÖ-4-I FÖ-4-III FÖ-4-VI AFÖ-4-II AFÖ-4-IV AFÖ-4-V
Bil. Log
No 1/IC50
171 7,21
172 6,30
+
+
173 6,42
+
+
+
174 6,68
+
+
+
175 5,97
+
+
176 5,66
+
+
177 6,60
+
+
178 6,20
+
+
+
179 6,26
+
+
+
180 7,26
+
+
+
181 8,11
+
+
+
182 8,24
+
+
+
183 8,14
+
+
184 8,08
+
+
+
185 8,15
+
+
+
186 8,55
+
+
+
187 8,03
+
+
+
188 7,85
+
189 9,10
+
+
+
190 7,70
+
+
191 7,59
+
+
+
192 7,30
+
193 7,00
194 8,06
+
+
+
BÖLÜM V
5. Rat Asetil Kolin Esteraz (RAChE) Ġnhibitorlerinin Yapı Aktivite
Bu bölümde, 5 farklı bileĢik serisi için AChE inhibitörlerinin fizikokimyasal
özelliklerini sınırlandırmayı amaçlayan bir karĢılaĢtırmalı QSAR analizine
giriĢilmiĢtir [94]. Bu 5 bileĢik serisi, physostigmine türevleri, 9-amino-1, 2,
3, 4-tetrahidroakridin (tacrine, THA) ve benzaminler olarak adlandırılan
AChE inhibitörlerinin üç ana sınıfını içerir [94].
Tacrine türevlerine ait serideki bileĢikler (Bkz. Çizelge 5.1, N195-224),
amino gruplarına R ve tetrahidroakridin halkasına R1 substutientlerinin
bağlanmasıyla Shutske ve arkadaĢları tarafından sentezlenmiĢtir [117]. Bu
serinin bileĢiklerinin Rat Striatum AChE IC50 aktivitesi için:
Log1/IC50 = -0,560(0,132)L + 0,877(0,263)log(*10L+1)
+1,509 (0,386) I-Cl +7,141(0,528)
(5.1)
n=30 r2= 0,861 (qL=0,857) s= 0,305 F4,25 = 38,83 Lopt.= 5,116 log =-4,869
eĢitliği bulunmuĢtur [94]. Bu seride 9-N- substutientlerinin (R) uzunluğunun
artırılması inhibitör aktivitesini azalttığı belirtilmektedir. AraĢtırıcılar EĢitlik
(5.1)‟de bilineer değiĢken (L) değeri için en uygun değer yaklaĢık i 5
o
A
olarak bulmuĢlardır. I-Cl indikatör değiĢkenini, bileĢikteki 6-Cl substutienti
ve yüksek aktiviteli türevleri için 1 olarak almıĢlardır.
Bu seri bileĢiklerin yapı olarak benzeri ve türevleri son zamanlarda tacrine
anti-kolin esteraz olarak satılmaktadır.
Susman ve arkadaĢları Trp84‟in indole halkasına karĢı istiflenen, halka azotu
ve His440 (Torpedo Californica enziminin amino asidinin numarası)‟ın
123
karbonili arasında bir hidrojen bağı formülleĢtirerek, enzimin katalitik
sitesiyle 1,2,3,4-tetrahidro-9-amino akridin yaptığı bağının X-ıĢınları
kristalografik kompleks yapı analizini yapmıĢlardır [118]. Tacrine‟nin
AChE‟ ın peripheral (ikincil) sitesi ile bağ yaptığına dair bazı deneysel
deliller vardır [119]. Pang ve Kozikowski, peripheral sitedeki tacrine‟ nin
pozisyonunu göstermiĢler ve Trp-279‟ın indole halkası karĢısındaki
inhibitörün fenil halkasının istifini ve Trp-279 ile Phe-290‟ın azotlarının
etkileĢimleri boyunca meydana gelen bağı hesaplamıĢlardır [102].
Benzilamin türevlerine ait isoindoldion (ftalimid) bileĢikleri seti (Bkz.
Çizelge 5.1, N225-240) Ishihara ve arkadaĢları tarafından sentezlenmiĢtir
[120]. AraĢtırıcılar bu seri bileĢiklerine ait, Rat Brain AChE IC50 aktivitesi
için:
Log1/IC50 = -0,279(0,150)-0,926(0,418)(m+p)/2 +5,873 (0,141)
n= 16 r2= 0,712 s= 0,209
(5.2)
eĢitliğini bulmuĢlardır [120]. EĢitlik (5.2)‟nin yerine alan parametresi F ve
log P kullanılarak daha genel bir eĢitlik:
Log1/IC50 = -0,243(0,131) log P + 1,594(0,570) F +6,782(0,642)
(5.3)
n= 15 r2= 0,821 (q2= 0,813) s= 0,161 F2,12 = 24,49
elde edilmiĢtir. Bu eĢitlikte N229 dikkate alınmamıĢtır (Bkz. Çizelge 5.1,
N229) [94].
Bir önceki setteki (N225-240) fitalimid halkası yerine 3-arilpropenamid‟in
bazı analogları gelerek yeni bir seri (Bkz. Çizelge 5.1, N241-265) Ishihara
ve arkadaĢları tarafından sentezlenmiĢtir [121]. Bu setteki X substutientleri
genellikle ya para veya meta mevkiinde bağlanmıĢlardır. R substutienti
yalnızca H veya açil grubu (CH3CO)‟dur. Bu seri için IC50 Rat Brain AChE
aktivitesi:
124
Log1/IC50 = -0,217(0,222) log P + 0,884(0,340) F +
0,731(0,235)I +5,730(0,670)
(5.4)
n= 25 r2= 0,862 (qL=0,857) s= 0,231 F3,21 = 43,57
eĢitliği bulunmuĢtur [94]. Bu seriye net inhibitör aktivitesi kazandıran amid
azotundaki mevcut grup açil olduğu zaman, I indikatör değiĢkenini EĢitlik
(5.4)‟ te 1 olarak alınmıĢtır.
Son iki serinin (N225-240 ve N241-265) AChE inhibisyon sitesindeki
bileĢiklerin oldukça benzer olduğunu ve benzer davranıĢlar gösterdiğini
iĢaret etmektedirler. Tıpkı eĢitliklerinin (EĢitlik 5.3 ve 5.4) benzerliği gibi.
Her iki serideki aril kısmındaki grup elektronlarının daha etkili atak
yaptığını gözlenmiĢtir [94].
Son iki serinin türevleriyle, N-alkil ve N-benzilamin yönünden yapısal
benzerlikler gösteren (Bkz. ġekil 5.1, N225-240 ve N241-265 için iskelet
tipi sırasıyla M ve N) yeni bir bileĢik serisi (Bkz. Çizelge 5.1, N266-273)
Vidaluc ve arkadaĢları tarafından sentezlenmiĢtir [122]. Bu seride, X
substutientleri N270, 272 ve 273 hariç fenil halkasına 4 pozisyonunda
bağlanmıĢlardır. Serinin bileĢikleri için korelasyon eĢitliği (Rat Brain AChE
IC50):
Log1/IC50 = -0,351(0,309) log P + 0,900(0,677) F + 8,394(1,253) (5.5)
n= 8 r2= 0,778 (q2=0,767) s= 0,219 F2,5 = 8,76
Bu eĢitlikte F alan parametresidir [94].
Ariltiyoüre‟nin bir serisini (ġekil 5.1, P iskelet türü ve Çizelge 5.1, N274281) Vidaluc ve arkadaĢları sentezlemiĢlerdir. Serideki bileĢikler fenil
halkasına X substutientlerinin orto, meta, para pozisyonunda bağlanmasıyla
ve bir penta flor substutient türevinden oluĢmaktadır. Seri için bulunan
eĢitliğinin çok iyi olmadığı belirtilmektedir [123]. Rat Brain AChE seri için:
125
Log1/IC50 = -0,480(0,312) F + 6,593(0,271)
(5.6)
n= 8 r2= 0,703 (q2=0,656) s= 0,244 F1,6 = 14,19
eĢitliği ileri sürülmüĢtür. EĢitlik negatif bir elektronik terim içermektedir
[91].
5.1. Veri Serileri
Ġncelenen bileĢikler (toplam 87) Çizelge 5.1.‟de gösterilmektedir. Bu
bileĢiklerin yapı iskeletleri, mümkün olan substutientleriyle birlikte ġekil
5.1‟de verilmiĢtir. Bu bileĢiklerin biyolojik aktiviteleri sıçan (Rat AChE)
RAChE (Çizelge 5.1)‟de verilmiĢtir [117, 120-123].
metodu [84] ve SYBYL/SEARCH [110] kullanılarak molekül yapılarının
optimizasyonun da kullanıldı. Ayrıca, optimize yapıların verileri kuantum
kimyasal hesaplamaları (AM1) kullanılarak elde edildi [108]. Buradan
alınan sonuçlar daha sonra ETM uygulamaları sırasında çeĢitli giriĢ
verilerinin seçimi için saklandı.
Serideki moleküller, 34 tanesi aktif (log 1/IC50  5,97), 17 tanesi düĢük
aktiviteli (5,97  log 1/IC50  5,47) ve 36 tanesi inaktif (log 1/IC50  5,47)
bileĢik olarak sınıflandırıldı.
126
R
OH
NH
R1
N
L
C 2H 5
O
N
X
N
(C H 2 ) 5
CH2
O
M
O
C H =C H
C 2H 5
C
X
N
(C H 2 ) 5
N
CH2
R
N
O
C
X
CH3
S
C
CH2
N
N
H
H
CH2
O
CH2
CH2
N
CH2
O
H
H
N
X
N
C
CH2
CH2
N
CH2
S
P
ġekil 5.1. Ġncelenen N-Benzil piperidin türevlerinin ortak molekül iskeletleri
127
Çizelge 5.1. N-Benzil piperidin türevleri tarafından RAChE‟nin in Vitro
inhibisyonu
Bil.
No
195
196
197
198
199
200
201
202
203
204
205
206
207
208
209
210
211
212
213
214
215
216
217
218
219
220
221
222
223
224
225
226
227
228
229
230
231
232
Ġsk.
Türü
L
L
L
L
L
L
L
L
L
L
L
L
L
L
L
L
L
L
L
L
L
L
L
L
L
L
L
L
L
L
M
M
M
M
M
M
M
M
X
H
NO2
CH3
Cl
OH
OCH3
OSO2CH3
NH2
R
H
H
H
H
H
CH3
n-C3H7
CH2CH2N(CH3)2
CH2CH2C6H5
CH2C6H5
CH2(2-ClC6H4)
CH2(3-ClC6H4)
CH2(4-ClC6H4)
CH2(2-FC6H4)
CH2(3-FC6H4)
CH2(4-FC6H4)
CH2(2-CH3OC6H4)
CH2(3-CH3OC6H4)
CH2(4-CH3OC6H4)
CH2(2-CH3C6H4)
CH2(3-CH3C6H4)
CH2(4-CH3C6H4)
CH2(2-CF3C6H4)
CH2(3-CF3C6H4)
CH2(4-CF3C6H4)
CH2C6H5
CH2(4-FC6H4)
CH2C6H5
CH2(2-CF3C6H4)
CH2C6H5
R1
H
Cl
OCH3
CF3
F
H
H
H
H
H
H
H
H
H
H
H
H
H
H
H
H
H
H
H
H
Cl
Cl
F
F
CF3
Log 1/IC50
5,40
7,93
5,70
5,75
6,54
5,75
4,88
5,12
5,47
4,49
4,99
4,88
4,57
4,38
4,88
4,78
4,44
4,68
4,96
5,23
4,61
4,68
4,88
4,85
4,74
5,89
6,09
5,06
4,70
4,17
5,67
6,73
5,57
6,15
6,23
6,08
6,45
5,97
128
Vitro inhibisyonu
Bil.
No
233
234
235
236
237
238
239
240
241
242
243
244
245
246
247
248
249
250
251
252
253
254
255
256
257
258
259
260
261
262
263
264
265
266
267
268
269
Ġsk.
Türü
M
M
M
M
M
M
M
M
N
N
N
N
N
N
N
N
N
N
N
N
N
N
N
N
N
N
N
N
N
N
N
N
N
O
O
O
O
X
NHCOCH3
NHSO2CH3
NHSO2C6H4,4-CH3
COC6H5
COOCH3
COOC2H5
CONHCH3
CON(C2H5)2
H
3-NO2
3-NO2
4-NH2
4-NHCOCH3
4-Cl
4-Cl
4-CH3
4-CN
4-CN
4-OH
4-OCH3
3-OCH3
3-OCH3
4-SCH3
4-SOCH3
4-SO2CH3
4-SO2CH3
3-NO2,4-Cl
3-NO2,4-Cl
3,4,5-(OCH3)3
H
4-NO2
4-NO2
3,4-(OCH3)2
H
4-CH3
4-OCH3
4-Cl
R
COCH3
H
COCH3
H
H
H
COCH3
H
H
COCH3
H
H
H
COCH3
H
H
H
COCH3
H
COCH3
H
H
H
COCH3
H
R1
Log 1/IC50
6,29
6,32
5,74
5,85
6,19
6,06
6,43
6,28
5,64
5,53
6,28
4,99
5,25
4,81
5,67
4,80
5,31
6,34
4,90
4,79
5,03
5,24
4,68
5,13
5,50
6,79
5,73
6,39
5,39
4,93
5,52
6,27
5,27
6,92
7,11
7,59
7,52
129
Vitro inhibisyonu
Bil.
No
270
271
272
273
274
275
276
277
278
279
280
281
Ġsk.
Türü
O
O
O
O
P
P
P
P
P
P
P
P
X
3-NO2
4-C6H5
3,4-(Cl)2
3,4(-CH=CHCH=CH2)2
H
4-OCH3
4-COCH3
3-NO2
3-CF3
3-CH3
2-F
2,3,4,5,6-(F)5
R
R1
Log 1/IC50
7,82
6,69
7,26
7,00
6,60
6,82
6,40
6,16
6,68
6,40
6,07
5,52
5.2. Rat Striatum Asetil Kolin Esteraz’ın Konformasyon Ġncelemesi
Elektron topolojik Ģemaya göre; öncelikle bütün serilerin konformasyon
analizinin yapılması gerekmektedir. Bu çalıĢmada, bu seri için moleküler
mekanik (MMX) ve kuantum kimyasal yöntemleri (AM1-MOPAC)
kullanılarak konformasyon analizi yapılmıĢtır.
Bu tip bileĢikler (incelenen seri) esnek olduğundan dolayı, konformasyon
yapılarının iyi bir Ģekilde tespit edilmesi gereklidir. AĢağıda yapısı verilen
birkaç inaktif (ġekil 5.2, 5.3) ve aktif (ġekil 5.4, 5.5) bileĢiğin
konformasyonu iki yöntem (MMX ve AM1-MOPAC) kullanılarak
yapılmıĢtır ve moleküldeki atomlar arası bağ mertebeleri, açılar ve torsiyon
açıları mukayese edilmiĢtir (Bkz. Çizelge 5.2, 5.3, 5.4, 5.5).
uzunlukları, düĢük hatalar içerisinde birbirine uyumludur. Çizelge 5.2‟de
130
bağ uzunluğu her iki yöntem için sırasıyla; N15-C16 için 1,46†1,46 Å, C11O17 için 1,42†1,43 Å ve O17-H19 için 0,94†0,96 Å‟ dır.
değiĢmektedir. Örnek olarak; C7-N15 ve N15-C16 verilebilir. Aynı durumlar
bağ açıları içinde geçerlidir.
Torsiyon açılarında iki metoda göre çok az farklılıklar görülmektedir.
Benzer durumlar diğer moleküller için (Bkz. Çizelge 5.3, 5.4, 5.5)‟de
görülebilir.
21
20
16
H
6
5
F3 C
C H2
17 19
N 15
7
OH
10
11
N
Bağ Uzunluğu (Å)
Atomlar
MMX AM1
Atomlar
MMX
AM1
Atomlar
C7-N15
1,37
1,41
C6-C7-N15
123,06
117,78
C5-C6-C7-N15
N15-C16
1,46
1,46
N15-C16-C20
110,38
110,40
N15-C16-C20-C21
C16-C20
1,51
1,51
C16-C20-C21
120,88
119,88
C10-C11-O17-H19
C11-O17
1,42
1,43
C11-O17-H19
107,93
106,51
O17-H19
0,94
0,96
MMX
AM1
-177,03 -175,85
-56,52
-48,16
-173,92 -168,70
131
Bu iki metot birbirine yakın sonuçlar vermektedir. Bundan dolayı, veri
tabanını CNDO/2 metodu kullanarak oluĢturduk ve bu veri tabanını ET
matrisi oluĢturmak için kullandık.
Bu aktif ve inaktif olan iki bileĢiğin kuantum kimyasal incelemesi yarı
deneysel moleküler orbital lineer konformasyon atomik orbital (SCF MOLCAO) metodu kullanılarak yapılmıĢtır.
20
23
19
C H= C H
O
17
C
1
N
22
2
3
4
5
7
6
C H2- C H2- C H2- C H2- C H2
H
N
8
C H2
C H2
C H3
Bağ Uzunluğu (Å)
Atomlar
MMX AM1
Atomlar
MMX
AM1
Atomlar
MMX
AM1
N1-C2
1,46
1,43
N1-C2-C3
111,89
114,69
N1-C2-C3-C4
-178,49
-178,78
C2-C3
1,54
1,53
C2-C3-C4
111,32
110,87
C2-C3-C4-C5
178,47
178,88
C3-C4
1,54
1,51
C3-C4-C5
112,57
110,67
C3-C4-C5-C6
179,84
179,89
C4-C5
1,54
1,51
C4-C5-C6
111,64
111,03
C4-C5-C6-N7
179,07
178,50
C5-C6
1,54
1,53
C5-C6-N7
110,65
112,49
C5-C6-N7-C8
178,85
179,35
C6-N7
1,45
1,45
C6-N7-C8
112,64
114,49
N1-C17-C19-C20
132,82
127,34
N7-C8
1,45
1,44
N1-C17-C19
113,98
114,65
C17-C19-C20-C23
-179,37
-176,27
N1-C17
1,36
1,38
C17-C19-C20
119,90
120,38
C19-C20-C23-C22
-175,31
-173,48
C17-C19
1,36
1,49
C19-C20-C23
125,59
124,87
C19-C20
1,34
1,34
C20-C23-C22
118,92
117,79
C20-C23
1,49
1,45
132
O
21
Cl
25
26
C
S
19
N
20
6
5
N
1
4
H
7
8
9
10
C H 2 C H 2 - O- C H 2 C H 2
3
C
12
H
11
N
C H2
C H3
Bağ Uzunluğu (Å)
Atomlar
MMX AM1
Atomlar
MMX
AM1
Atomlar
N3-C1
1,35
1,37
N3-C1-N19
123,11
118,71
N3-C1-N19-C21
C1-N19
1,36
1,41
C1-N19-C21
129,59
129,71
N3-C5
1,46
1,44
N19-C21-C25
113,49
113,57
C5-C6
1,54
1,54
C21-C25-C26
120,20
119,79
C6-O7
1,43
1,42
N3-C5-C6
111,31
O7-C8
1,43
1,43
C5-C6-O7
C8-C9
1,54
1,53
C9-N10
1,46
N10-C12
MMX
AM1
-1,45
-1,92
C1-N19-C21-C25
175,38
173,77
N19-C21-C25-C26
129,65
128,68
N3-C5-C6-O7
-166,46
-166,64
114,27
C5-C6-O7-C8
-74,52
-76,70
111,85
109,39
C6-O7-C8-C9
-178,71
-175,32
C6-O7-C8
113,64
113,22
O7-C8-C9-N10
171,31
173,60
1,46
O7-C8-C9
108,44
104,93
C8-C9-N10-C12
-175,42
-173,39
1,46
1,45
C8-C9-N10
113,89
113,03
C8-C9-N10-C11
60,77
57,65
N10-C11
1,46
1,45
C9-N10-C12
110,48
111,54
N19-C21
1,36
1,40
C9-N10-C11
112,63
1113,60
C21-C25
1,36
1,49
H 3C O
26
6
S
27
29 28
23
19
N
H
17
C
16
N
H
1
2
C H2 C H2
8
5
N
4
9
C H2
3
133
Bağ Uzunluğu (Å)
Atomlar
MMX AM1
Atomlar
C1-N16
1,46
1,45
N16-C1-C2
110,73
C1-C2
1,54
1,53
C1-C2-C5
113,87
C2-C5
1,54
1,52
C2-C5-C4
N8-C9
1,46
1,45
N16-C17
1,36
1,39
C17-N19
1,36
N19-C23
MMX
AM1
Atomlar
MMX
AM1
-178,36
-176,13
113,30 C1-C2-C5-C4
172,30
171,23
110,66
109,26 C4-C3-N8-C9
-177,66
-177,36
C3-N8-C9
111,08
112,58 N16-C17-N19-C23
-172,87
173,96
N16-C17-N19
115,13
113,50 C27-C26-O28-C29
-1,46
-0,99
1,40
C17-N19-C23
127,84
126,51 C2-C5-C4-C3
177,91
177,50
1,37
1,41
C27-C26-O28
123,34
125,34 C1-C2-C5-C6
-66,37
-37,32
C26-O28
1,37
1,38
C26-O28-C29
124,31
115,91
O28-C29
1,41
1,42
11,71 N16-C1-C2-C5
Dönme açısına bağlı olarak enerji değiĢimi N262 inaktif ve N275 aktif
üzerinde dönme açıları φ1, φ2, φ3, … Ģeklinde Ģekil üzerinde iĢaretlenmiĢtir.
global minimumu olarak alıyoruz. ġekil 5.6‟da görüldüğü gibi, φ3=1440‟de
enerji bariyeri en yüksektir. φ3, C ve C atomları arasındaki dönmeyi
belirtmektedir. Ġkinci maksimum φ4=252-2640 civarlarında görülmektedir.
φ4‟te N ve C atomları arasında görülmektedir.
ġekil 5.6‟dan görüldüğü gibi, molekül enerji olarak birkaç lokal minimuma
sahiptir. Özellikle φ1, φ2, φ5. Bu durum bize molekülün esnekliğini gösterir
ve çok az bir enerjiyle lokal minimumdan bir baĢka lokal minimuma
geçebileceğini ifade eder.
134

CH
CH
O
C


N
CH2 CH2

CH2
CH2
CH2

E (k k a l)
H
145
N
CH2
CH2
CH3




95

45
-5
0
60
120
180
240
300
360
 (de re c e )
ġekil 5.6. N262 bileĢiği için konformasyon enerjisinin 1, 2, 3, 4, 5
dönme açısına bağlı olarak değiĢimi
ġekil 5.7‟de görüldüğü gibi, φ3=1680‟de enerji bariyeri en yüksektir. ġekil
5.6‟daki N262 gibi aynı Ģekilde φ3‟de N ve C atomları arasındaki dönmeyi
belirtmektedir. Bundan dolayı enerji bariyeri yüksek olmaktadır.
φ4=2160‟de enerji bariyeri en yüksektir. Burada karbon atomları sp3
hibritleĢmesi
yapmaktadır.
Bu
durumda
dönmeye
fazla
müsaade
etmemektedir. Böylece enerji bariyeri φ4 için yüksek çıkmaktadır (Bkz.
ġekil 5.7).
ġekil 5.7‟den görüldüğü gibi, molekül enerji olarak birkaç minimuma
sahiptir. Bu molekülün esnekliğini gösterir ve çok az bir enerjiyle lokal
minimumdan (enerjinin sıfıra yakın olması) bir baĢka lokal minimuma
135
geçebilir. ġayet enerji yüksek olsaydı bu geçiĢler için fazla enerji
gerekecekti.

H 3C O
N
E (k c a l)
H
S
C


N
C H2

C H2
N

C H2
H

75

65

55


45
35
25
15
5
-5
0
60
120
180
240
300
360
 (de re c e )
ġekil 5.7. N275 bileĢiği için konformasyon enerjisinin 1, 2, 3, 4, 5
dönme açısına bağlı olarak değiĢimi
5.3. RACEh Ġnhibitörlerinin Elektron Yapısının Ġncelenmesi
Tüm bileĢiklerin serisi CNDO, AM1 kuantum kimyasal programlarla
incelenmiĢtir.
Hesaplama bazında, 77-177 arasında orbital alınmıĢtır. Farklı sistemlerin
atom sayısı 29-70 arasında değiĢmektedir
136
CNDO/2 hesaplamalarıyla çıkıĢ (out) dosyasında; SCF enerjileri ve bunlara
ait dalga fonksiyonları, tüm integralleri, Coulomb rezonans yoğunluk
matrisi, atom yükleri, orbitallerin elektron dağılımları, Wiberg indisleri,
elektronik bağ mertebesi ve HOMO-LUMO orbitallerden oluĢan reaksiyon
merkezleri hesaplanmıĢtır.
Bütün bu veriler, büyük bir veri tabanı oluĢturmakta ve bir sonraki elektron
topolojik matrisi oluĢturmak için kullanılmaktadır.
Veriler çok büyük olduğu için, sadece iki inaktif (N195, N249) ve iki aktif
(N199, N250) bileĢiğin elektronik yapısını gösterdik.
N195, 199, 249 ve 250 moleküllerinin elektron dağılımı Çizelge 5.6‟da
verilmiĢtir. Sınır orbitalleri elektron analizi biri donor diğeri akseptör
özelliği taĢıdığı için çok önemlidir.
Reaksiyon merkezleri HOMO-LUMO orbitallerinden hesaplanmaktadır.
HOMO orbitallerinde, HOMO orbitallerinin reaksiyon merkezleri; N195
bileĢiğinde C4, C7, N8, N15; N199 bileĢiğinde C4, N8, C10, N15; N249
bileĢiğinde O18, C19, C23, C26, N29 ve N250 bileĢiğinde C19, C23, C26, N29
atomları üzerinde oluĢmuĢtur. N195 ve N199 bileĢiklerinin HOMO
orbitallerine giren atomlarda farklılıklar görülmektedir.
N249 ve N250 bileĢiklerinin elektronik yapıları arasındaki fark oksijen (O18)
atomundan kaynaklanmaktadır. N249 bileĢiğinde HOMO reaksiyon
merkezine oksijen girmekte, N250 bileĢiğinde ise oksijen girmemektedir
(Bkz. Çizelge 5.6).
137
momentleri
16
16 H
1
6
17
15 N H
7
O -H
10
3
19
1
6
11
N
4
F
8
3
24
29
NC
26
23
20
19
C H= C H
18
O
17
C
27
N
10
17
O -H
19
11
8
N199 (+)
25
1 2
7
N
4
N195 (-)
H
1 5N H
29 28
C H2( C H2)4
N
NC
C H2
H
23
21
C2 H5
24
27
18
20
19
C H= C H
22
O
C 1 2
N C H2( C H2)4
17
N
30
H3 C C
C H2
C2 H5
31
O
0,06
-0,06
0,21
-0,11
0,18
-0,25
0,12
-0,28
0,14
1,29
1,22
1,43
1,11
1,00
0,97
0,96
LUMO
HOMO
Bağ Mertebeleri
(ē yük birimi)
(ē yük birimi)
Dipol Moment
(Debye)
N250 (+)
N249 (-)
N199 (+)
Atom Yükleri
(ē yük birimi)
N249 (-)
BileĢik
N195 (-)
Parametre
C1
0,03
C6
-0,06
C7
0,19
C10
-0,12
C11
0,18
N15
-0,26
H16
0,12
O17
-0,28
H19
-0,03
C1-C6
1,29
C6-C7
1,22
C7-C10
1,44
C7-N15
1,10
C10-C11
1,00
C11-O17
0,97
N15-H16
0,96
C4
C7
N8
N15
0,12
0,10
0,22
0,16
C4
N8
C10
N15
C1
C4
C7
N8
3,13
0,19
0,15
0,21
0,13
C1
C4
C7
N8
5,16
0,12
0,21
0,10
0,18
N1
C2
C17
O18
C19
C20
C23
H27
N1-C2
N1-C17
N1-H27
C17-O18
C17-C19
C19-C20
C20-C23
C23-C24
O18
C19
C23
C26
N29
0,20 C19
0,15 C20
0,20 C26
0,12
2,58
-0,22
0,12
0,38
-0,38
-0,07
0,05
0,02
0,10
1,00
1,10
0,96
1,69
1,10
1,78
1,12
1,35
0,11
0,20
0,12
0,14
0,11
0,19
0,16
0,13
N250 (+)
N1
C2
C17
O18
C19
C20
C23
O31
-0,15
0,11
0,39
-0,38
-0,04
0,02
0,03
-0,36
N1-C2
N1-C17
N1-C30
C17-O18
C17-C19
C19-C20
C20-C23
C23-C24
0,98
1,05
1,10
1,72
1,09
1,81
1,12
1,35
C19
C23
C26
N29
0,19
0,12
0,14
0,11
C19
C20
C23
C26
6,22
0,23
0,11
0,14
0,14
138
LUMO orbitalinde, LUMO reaksiyon merkezleri; N195 ve N199
bileĢiklerinde aynı atomlarda (C1, C4, C7, N8); N249 bileĢiğinde C19, C20,
C26 ve N250 bileĢiğinde C19, C20, C23, C26 atomları üzerinde oluĢmuĢtur
(Bkz. Çizelge 5.6).
Ġnaktif N195 ve aktif N199 bileĢiklerinin LUMO reaksiyon merkezlerinde,
HOMO orbitallerinin aksine fazla bir değiĢiklik olmadığı görülmektedir.
Ġnaktif N249 ve aktif N250 bileĢiklerinin LUMO reaksiyon merkezlerindeki
C19 ve C20 atomları ortak olmasına karĢılık,
reaksiyon merkezlerinin
katsayısı değiĢmektedir (Bkz. Çizelge 5.6).
ġekil 5.8‟ de sınır moleküler orbitallere yakın birkaç dolu ve birkaç boĢ
orbitalin enerjileri verilmiĢtir. Bu dört molekül (N195, 199, 249, 250)
HOMO orbitalleri –10,34 ile –11,43 eV arasında, LUMO orbitalleri ise 2,45
ile 1,07 eV arasında değiĢmektedir. Enerji farkı (E) yaklaĢık 12 eV
civarındadır.
139
ġekil 5.8. N195 (a), N199 (b), N249 (c) ve N250 (d) bileĢiklerinin
sınır moleküler orbitallerin enerjileri
Çizelge 5.7‟de HOMO-LUMO orbitallerine ait dalga fonksiyonları
görülmektedir.
140
(Moleküler orbitallerin atomik orbital katsayıları 0,2‟ den
N250
N249
N199
N195
Bil.
No
E (eV)
E41= -10,34
0 , 28  Pz  0 , 26  Pz  0 ,33  Pz  0 ,31  Pz  0 , 45  Pz
HOMO
 0 ,34  Pz  0 ,39  Pz
E42= 2,45
 0 , 42  Pz  0 , 29  Pz  0 ,38  Pz  0 , 45  Pz  0 ,35  Pz
LUMO
 0 , 24  Pz
E44= -10,56
 0 , 26  Pz  0 , 23  Pz  0 ,34  Pz  0 ,31  Pz  0 , 45  Pz
HOMO
 0 ,39  Pz  0 , 41  Pz
E45= 2,24
0 , 44  Pz  0 , 24  Pz  0 , 29  Pz  0 ,38  Pz  0 , 44  Pz
LUMO
 0 ,34  Pz  0 , 28  Pz
E73= -11,43
0 , 33  Pz  0 , 32  Py  0 , 30  Pz  0 , 25  Py  0 , 24  Pz
HOMO
 0 , 27  Py  0 , 25  Pz
E74= 1,07
0 , 25  Pz  0 , 31  Py  0 , 30  Pz  0 , 30  Py  0 , 25  Pz
LUMO
 0 , 24  Py  0 , 22  Pz  0 , 26  Py  0 , 24  Pz
E81= -11,19
 0 , 37  Py  0 , 23  Pz  0 , 25  Py  0 , 20  Py  0 , 28  Py
HOMO
 0 , 20  Py  0 , 30  Py  0 , 22  Pz
E82= 1,56
 0 , 39  Py  0 , 27  Pz  0 , 21  Py  0 , 30  Py  0 , 21  Pz
LUMO
 0 , 21  Py  0 , 31  Py  0 , 22  Pz  0 , 24  Py
C1
C2
C 10
C4
C7
N8
N 15
C1
C3
C4
C7
N8
C9
C1
C2
C 10
C1
O 18
C3
C 23
C 19
C 24
C 19
C 24
N8
C4
C7
C9
C 19
C 26
O 18
C7
N 15
C2
N8
C4
C 19
C 26
C 19
C 23
 0 , 24  Py
N 29
C 19
C 23
C 19
C 26
C 19
C 26
C 23
 0 , 23  Pz
N 29
C 20
C 26
C 20
C 26
C 22
C 26
C 20
C 26
C 20
C 23
 0 , 27  Py
N 29
C 23
C 23
N 29
N195 ve N199 molekülleri için, HOMO moleküler orbitale ait dalga
fonksiyonu genellikle  (2 PZ) orbitallerinden oluĢmaktadır. Bu orbitalleri
oluĢtururken 0,2‟den daha büyük katsayılar alınmıĢtır. Dalga fonksiyonları
C1, C2, C4, C7, N8, C10, N15 atomlarında görülmektedir. LUMO moleküler
orbitale ait dalga fonksiyonları ise N195 molekülünde C1, C3, C4, C7, N8 ve
C9 atomlarından oluĢmaktadır. Bu atomlar görüldüğü gibi, çoğunlukla
141
tacrine yapısının fenil  sistemini aittir (Bkz. Çizelge 5.6, N195). N199
molekülü için LUMO moleküler orbitale ait dalga fonksiyonları C1, C2, C3,
C4, C7, N8 ve C9 atomlarına aittir.
N249 molekülünde HOMO orbitallerinin dalga fonksiyonları O18, C19, C23,
C26 ve N29 atom orbitallerine aittir. Bu atomlar; C=O bağının oksijen
atomu, -C=C- çift bağının karbon atomu, fenil halkasının C23 ve C26
atomlarıyla, CN bağının azot atomuna aittir (Bkz. Çizelge 5.6, N250).
N250 molekülünün HOMO orbitallerin dalga fonksiyonların C19, C20, C22,
C23, C24, C26 ve N29 atomlarının karıĢık Py, Pz orbitallerine aittir. Bu atomlar;
-C=C- çift bağının karbon atomları, fenil halkasını oluĢturan C22, C23, C24 ve
C26 atomlarıyla, CN bağının azot atomuna aittir (Bkz. Çizelge 5.6, N250).
N249 molekülünde LUMO orbitallerinin dalga fonksiyonları O18, C19, C20,
C23, C26 atomlarının Pz atom orbitalleriyle ve C19, C20, C23, C26 atomlarının
Py atom orbitallerine aittir. N250 molekülünde LUMO orbitallerinin dalga
fonksiyonları C19, C22, C23, C24, C26, N29 atomlarının Py ve C19, C23, C26 Pz
atom orbitallerine aittir (Bkz. Çizelge 5.7).
5.4. TartıĢma
olan farmakofor özellik 5-I (FÖ-5-I), yani bir farmokolojik özellik
bulunmuĢtur. FÖ-5-I ve onun karĢılığı olan ETSC (ETSCFÖ-5-I) ġekil 5.9‟da
N269 bileĢiği esas alınarak hesaplanmıĢtır.
N269, farmakofor özellik 5-I (FÖ-5-I)‟ün hesaplanması için karĢılaĢtırma
bileĢiği olarak kullanılmıĢtır (ġekil 5.9). ġekilden görüldüğü gibi, özellik 8
142
atomda mevcuttur. Bu özellik 34 aktif bileĢikten 24‟ünde (LA=24) ve 36
inaktif bileĢikten 2‟sinde (LĠA=2) bulunmuĢtur. Bu yolla, aktif bileĢiklerin
setinde FÖ-5-I‟in bulunma olasılığı (PA(FÖ-5-I)) 0,89 olarak hesaplanmıĢtır.
24
26
20
4
6
14
8
10
H4
C6
C8
N10
C14
H20
C24
C26
0,13
2,96
5,05
7,50
9,97
3,51
4,83
4,85
0,14
2,39
4,90
7,34
5,17
7,26
7,23
0,14
2,52
4,99
6,99
9,20
9,48
-0,17
2,47
9,33
11,56
11,97
-0,00
11,72
13,97
14,43
0,15
2,53
3,42
0,02
2,33
0,046
1= ± 0,04, 2= ± 0,13, LA /LİA=24/2, PA= 0,89
ETSC‟den görüldüğü gibi, FÖ-5-I‟in atomları (H4, N10, H20) alıcıyla
hidrojen bağı yapabilme yeteneğine sahiptir.
N275, farmakofor özellik 5-II (FÖ-5-II)‟nin hesaplanması için karĢılaĢtırma
bileĢiği olarak kullanılmıĢtır (ġekil 5.10.).
143
10
21
25
23
18
19
9
1
27
20
3
C1
C3
0,12
C9
C10
H18
N19
S20
H21
C23
C25
C27
4,57 6,74
9,32
2,09
3,68
3,04
3,84
4,93
6,79
7,18
0,11 2,40
5,66
6,25
8,18
7,10
8,26
9,39
11,02 11,70
0,10
3,73
8,27
10,36 9,40
0,03
10,28 12,62 12,27 12,36 13,96 15,89 16,15
0,10
2,40
10,35 11,63 13,36 13,91
3,45
2,10
3,77
5,95
5,87
-0,15 2,62
0,95
1,01
3,62
3,57
-0,46 3,46
3,11
4,31
5,16
0,10
2,00
4,29
3,84
0,15
2,34
2,34
-0,04 2,29
-0,03
1= ± 0,04, 2= ± 0,10, LA/LİA=17/1, PA= 0,90
ġekil 5.10. KarĢılaĢtırma bileĢiği N275 için farmakofor özellik 5-II (FÖ-5-II)
ġekilden görüldüğü gibi, özellik 11 atomda mevcuttur. Bu özellik 34 aktif
bileĢikten 17‟sinde (LA=17) ve 36 inaktif bileĢikten 1‟sinde (LĠA=1)
bulunmuĢtur. Bu yolla, aktif bileĢiklerin setinde FÖ-5-II‟ nin bulunma
olasılığı (PA(FÖ-5-II)) 0,90 olarak hesaplanmıĢtır.
ETSC‟ den görüldüğü gibi, FÖ-5-II‟nin atomları (H18, N19, H21) alıcıyla
hidrojen bağı yapabilme yeteneğine sahiptir.
144
Bu özellikte N19-H21 atomları arasında bir kimyasal bağ olduğunu (ETSCFÖ5-II‟
de anılan sıraya göre 6. ve 8. sırada belirtilmiĢtir) ve bu bağ için Wiberg
indis değeri W68= 0,95 olarak alt matriste verilmiĢtir (Bkz. ġekil 5.10).
ETM hesaplaması sonucunda bütün inaktif bileĢikler için, bir inaktivite
özelliği olan anti-farmakofor özellik 5-III (AFÖ-5-III) yani bir antifarmokolojik özellik bulunmuĢtur. AFÖ-5-III ve onun karĢılığı olan ETSC
(ETSCAFÖ-5-III) ġekil 5.11‟de N224 bileĢiği esas alınarak hesaplanmıĢtır.
23
22
18
15
10
13
C10
C13
N15
H18
C22
C23
-0,07
2,89
2,33
2,58
6,49
7,18
0,03
5,04
4,92
8,97
9,52
-0,22
0,96
4,20
4,92
0,11
4,05
4,71
0,02
1,40
0,01
1= ± 0,04, 2= ± 0,10, LA /LİA=0/31, PİA= 0,97
ġekil 5.11. KarĢılaĢtırma bileĢiği N224 için anti-farmakofor
özellik 5-III (AFÖ-5-III)
145
ETSCAFÖ-III 6*6 düzeninde olup, bağların simetrisi yüzünden yalnızca bu
matrisin üst üçgeni verilmiĢtir. Bu özellikte C22-C23 atomları arasında bir
kimyasal bağ vardır (ETSCAFÖ-5-III‟ de anılan sıraya göre 5. ve 6. sırada
belirtilmiĢtir) ve bu bağ için Wiberg indis değeri W56=1,40 olarak alt
matriste verilmiĢtir (Bkz. ġekil 5.11). ETSCAFÖ-5-III‟ün köĢegen olmayan
diğer bütün elementlerinde fragmentteki bütün atom çiftleri için benzer 3D
mesafeleri mevcuttur.
Bu özellik (AFÖ-5-III) serideki bütün inaktif bileĢiklerdeki ETM‟de
denenerek özelliği taĢıyıp taĢımadıkları kontrol edildi. Bu özellik 36 inaktif
bileĢikten 31‟inde (LĠA=31) bulunmuĢtur. Aktif bileĢiklerde bu özelliğe
rastlanmamıĢtır (LA=0). Bu yolla, inaktif bileĢiklerin setinde AFÖ-5-III‟ün
bulunma olasılığı (PĠA(AFÖ-5-III)) 0,97 olarak hesaplanmıĢtır.
Ana molekülün farklı kısımlarına ait altı atomda AFÖ-5-III bulunmuĢtur.
Bu atomlar; C10, C13, N15, H18, C22 ve C23‟dür. Bütün bu atomların kendine
özgü elektron topolojik parametreleri (baĢlıca, atomik yükler ve interatomik
3D mesafeleri) ETSCAFÖ-5-III‟den belirlenmiĢtir.
Break (kırıcı, aktivite bozucu) aktivite serideki N262 bileĢiği için
hesaplanmıĢtır. Bu anti-farmakofor özellik 5-IV (AFÖ-5-IV) 18 inaktif ve 1
aktif bileĢikte ortaya çıkmıĢtır (ġekil 5.12).
Bu özelliğin gerçekleĢme olasılığı, PĠA(AFÖ-5-IV)= 0,91‟dır.
Fenil grubuna ve azot atomuna bağlı olan substutientlerin inhibitör aktivitesi
üzerine kritik etkisi vardır (ġekil 5.13).
146
20
23
4
9
7
C4
N7
C9
C20
C23
0,02
3,88
4,46
7,17
8,41
-0,15
0,99
10,89
12,09
0,11
11,04
12,20
0,04
1,12
0,04
1= ± 0,04, 2= ± 0,10, LA/LİA=1/18, PİA= 0,91
ġekil 5.12. KarĢılaĢtırma bileĢiği N262 için anti-farmakofor
özellik 5-IV (AFÖ-5-IV)
O
NC
C H= C H
O
NC
C
( C H2)5
N
H
N
C H= C H
C
C H2
N
N249 (A= 5,31)
C H= C H
O
( C H2)5
H
N
C H2
H3 C O 2 S
C
C H= C H
N
N
C H2
C2 H5
O
C
H
N
N258 (A= 6,79)
O
C H= C H
( C H2)5
H3 C O C
C2 H5
N257 (A= 5,50)
O2N
C H2
N250 (A= 6,34)
C
N
N
C2 H5
O
H3 C O 2 S
( C H2)5
H3 C O C
C2 H5
( C H2)5
N
C H2
C2 H5
N263 (A= 5,52)
O2N
C H= C H
C
N
H3 C O C
( C H2)5
N
C H2
C2 H5
N264 (A= 6,27)
ġekil 5.13. Aktiflik üzerine fenil grubuna ve azot atomuna bağlı olan
substutientlerin etkisi
147
N249 inaktif olmasına karĢılık, azot atomuna hidrojen yerine açil grubu (COCH3) bağlanmasıyla oluĢan molekül aktif olmaktadır (ġekil 5.13, N250).
Benzer durum N257, N258 ve N263, N264 içinde geçerlidir. Bu durumu
C=O grubunun  bağı rezonansıyla açıklayabiliriz (ġekil 5.14).
..
N
O
-
+
O
N
C
C
CH3
CH3
ġekil 5.14. Karbonil grubundaki  bağı rezonansının gösterimi
Fenil grubuna bağlı olan substitientlerin (-CH3, -OCH3) değiĢmesin bir
sonucu olarak bazı bileĢiklerin inhibitör aktivitelerinde de artmalar olmuĢtur
(ġekil 5.15). Burada -CH3‟e göre -OCH3 grubu elektron yoğunluğunu daha
fazla artıracağı için aktifliği daha yüksek çıkmıĢtır.
O
C
S
C
N
C H2
N
H
O
C H2
C H2
C H2
N
H
C H2
C H3
N266 (A= 6,92)
O
H3 C
C
S
N
C
H
N
C H2
O
C H2
C H2
C H2
N
H
C H2
C H3
N267 (A= 7,11)
O
H 3C O
C
S
N
H
C
N
C H2
O
C H2
H
C H2
C H2
N
C H2
C H3
N268 (A= 7,59)
ġekil 5.15. Fenil grubuna bağlı substutientlerin inhibitör aktivitesi üzerine
etkisi
148
5.5. Sonuçlar
Çizelge 5.8‟de RAChE inhibitörlerine ait iki farmakofor (FÖ 5-I, 5-II) ve iki
anti-farmakofor özellikler (AFÖ 5-III, 5-IV) bileĢiklerin aktifliklerinin
yanında tablo halinde verilmiĢtir.
Çizelge 5.8. N-Benzil piperidin türevleri tarafından RAChE‟ nin in
Vitro inhibisyonu ve özelliklerin gerçekleĢmesi
Bil. Log 1/IC50 FÖ-5-I
No
195 5,40
196 7,93
197 5,70
198 5,75
199 6,54
200 5,75
201 4,88
202 5,12
203 5,47
204 4,49
205 4,99
206 4,88
207 4,57
208 4,38
209 4,88
210 4,78
211 4,44
212 4,68
213 4,96
214 5,23
215 4,61
216 4,68
217 4,88
218 4,85
219 4,74
220 5,89
221 6,09
222 5,06
223 4,70
224 4,17
FÖ-5-II
AFÖ-5-III
AFÖ-5-IV
-
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
-
149
Çizelge 5.8. (Devam) N-Benzil piperidin türevleri tarafından RAChE‟nin
Bil. Log 1/IC50 FÖ-5-I
No
225 5,67
226 6,73
+
227 5,57
+
228 6,15
+
229 6,23
+
230 6,08
+
231 6,45
232 5,97
233 6,29
+
234 6,32
235 5,74
236 5,85
+
237 6,19
+
238 6,06
+
239 6,43
+
240 6,28
+
241 5,64
242 5,53
243 6,28
244 4,99
245 5,25
246 4,81
247 5,67
248 4,80
249 5,31
250 6,34
251 4,90
252 4,79
253 5,03
254 5,24
255 4,68
256 5,13
257 5,50
258 6,79
259 5,73
260 6,39
261 5,39
FÖ-5-II
AFÖ-5-III
AFÖ-5-IV
+
+
-
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
150
Çizelge 5.8. (Devam) N-Benzil piperidin türevleri tarafından RAChE‟nin
Bil.
No
262
263
264
265
266
267
268
269
270
271
272
273
274
275
276
277
278
279
280
281
Log 1/IC50
4,93
5,52
6,27
5,27
6,92
7,11
7,59
7,52
7,82
6,69
7,26
7,00
6,60
6,82
6,40
6,16
6,68
6,40
6,07
5,52
FÖ-5-I
FÖ-5-II
AFÖ-5-III
AFÖ-5-IV
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
-
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
-
+
+
-
151
BÖLÜM 6
6. SONUÇLAR
1- Asetil kolin esteraz aktiviteyi gösteren bileĢik serilerinde sistematik
bir çalıĢma yapılmıĢtır. 281 bileĢik için Moleküler mekanik ve
konformasyon analizi yapılarak atomların üç boyutlu uzaydaki uygun
Ģekilleri bulunmuĢtur.
2- Ġncelenen serilerdeki bütün bileĢikler için kuantum mekaniksel
hesaplamalar yapılmıĢtır. Her bir molekül için özfonksiyonlar ve
özdeğerler
bulunmuĢtur.
Bu
değerlere
dayanarak
elektron
yoğunluğunun dağılımı incelenmiĢtir.
3- Konformasyon ve kuantum kimyasal hesaplamaların verileri elektron
topolojik (ET) matrislerin oluĢturulmasında kullanılmıĢtır. Bu
matrisler, farmakofor ve anti-farmakofor özelliklerin bulunmasını
sağlamıĢtır.
4- Her bir bileĢik serisinde aktif ve inaktif özellikleri kullanarak
prognos sistemi oluĢturulmuĢtur. Bu prognos sistemler yeni
bileĢiklerin tasarımında ve screening çalıĢmalarında yardımcı
olmaktadır.
KAYNAKLAR
1. Fujita, T., et al, 1984, The role of QSAR in Drug Design, Eds,
Academic Press, London.
2. Terletskaya, A.I., Dimoglo, A.S., Chumakov, Yu.M., and Shvets,
N.M., 1999, Computer-aided investigation of the structure-activity
relationships of benzodiazepine derivatives at diazepam-sensitive
receptors, TEOCHEM, 463, 99-103.
3. Dobrova, B.N., Dimoglo, A.S., and Chumakov Yu.M., 2000, Study
of the relationships between chemical structure and antimicrobial
activity in a series of hydrazine-based coordination compounds, Arz.
Forshung/Drug Research, 50(II), 747-751.
4. Shvets, N.M., and Dimoglo, A.S., 1998, Structure-odor relationships:
Results of an applied electron-topological approach, Nahrung, 42,
364-370.
5. Cardozo, M.G., Iimura, Y., Sugimoto, H., Yamanishi, Y., and
Hopfinger, A.J., 1992, QSAR analyses of the substituted indanone
and benzylpiperidine rings of a series of indanone-benzylpiperidine
inhibitors of acetylcholinesterase, J Med. Chem., 35, 584-589.
6. Dimoglo, A.S., 1985, Compositional Approach to Electronic
Structure Description of Chemical Compounds, Oriented Computer
Analysis of Structure-activity Relation, Chem. Pharm. Zh. (Russ.),
19, 438.
7. Shvets, N. M., 1993, Applied program system for the prognosis of
biological activity of Chemical compounds: development and use,
Computer Journal of Moldova (Kishinev), 1:101-110.
8. Dimoglo, A.S., Gorbachov, M.Yu, Bersuker, J.B., et al., 1988,
Structural and electronic origin of
meet odour of organic
compounds. Die Nahrung, 32, 461-473.
9. Dimoglo, A.S., Beda, A.A., Shevets, N.M., Gorbachov, M.Y.,
Kheifits, L.A. and Aulchenko, I.S., 1995, Investigation of the
Relationship Between Sandalwood Oder and Chemical Structure:
Electron topological approach, New J.Chem., 19, 149-154.
153
10. Bersuker, I.B. and Dimoglo, A.S., 1991, The Electron-topological
Approach to the QSAR Problem, Reviews in Computational
Chemistry II, Chap. 10, 423-461.
11. Bersuker, I., Dimoglo, A.S., Gorbachov, M., Yu M., Vlad, P. F. and
Pesaro, M., 1991, Origin of Mask –fragrance Activity: Electron –
topological Approach, Nouv. J. Chem.,15 (4), 38, 371.
12. Alzheimer Society of Canada, 1995, 1320 Yonge St., Suite 201,
Toronto, ON (416) 925-3552, April.
13. Karaman, Y., 2000, Demans, 57-84, Kayseri.
14. Later Stages of Dementia, 1997, Alzheimer’ s Disease Society,
Gorden House 10 Greencoat Place, London, March.
15. Reminly- a New Drug for Alzheimer‟ s Disease, 2000, Alzheimer’ s
Disease Society, Gorden House 10 Greencoat Place, London,
September.
16. Laura, P.S., Katsz, I. and Scneider, L., 1999, Assessing Individual
Patients for) Cognitive Benefits from Acetylcholinesterase Inhibitors,
Alzh. Disease and Associ. Disorders, 13: 26-34.
17. Schneider, L.S., Farlow, M.R., Henderson, V.W. and Pogoda, J.M.,
1996, Effects of Estrogen Replacement Therapy on Response to
Tacrine in Patients with Alzheimer‟ s Disease, Neurology, 46: 15801584.
18. Kaufer, D.I., Cummings, J.L., 1996, Effect of Tacrine on Behavioral
Symptoms in Alzheimer‟ s Disease: An Open-label Study, J.
Geriatric Psychiatry and Neurology, 9: 1-6.
19. Knopman, D., Schneider, L., Davis, K. and et al, 1996, Long-term
Tacrine (Cognex) Treatment: Effects on Nursing Home Placement
and Mortality, Neurology, 47: 166-177.
20. James, R. and Ph. D., 2000, Nicotinic Cholinergic Receptor Deficits
in Alzheimer‟ s Disease: Where‟ s the Smoke, J. of Alzheimer’ s
Disease (JAD), 2 (1): 221-230, March.
154
21. Wevers, A. and Schröder,H., 1999, Nicotinic Acetycholine Receptors
in Alzheimer‟ s Disease, J. of Alzheimer’ s Disease (JAD), 1 (4-5):
207-219, November.
22. Shinotoh, H., Namba, H., Fukishi, K., Nagatsuka, S., Tanaka, N.,
Aotsuka, A., Ota, T., Tanata, S. and Irie, T., 2000, Progressive Ioss
of Cortical Acetylcholinesterase Activity in Association with
Cognitive Decline in Alzheimer‟ s Disease: a Positron Emission
Tomography Study, Ann. Neurol., 48 (2): 194-200, August.
23. Soreq, H. and Seidman, S., 2000, Anti-sense Approach to
Anticholinesterase Therapeutics, Isr. Med. Assoc. J., 2: 81-85, July.
24. Ogura, H., Kosasa, T., Araki, S. and Yamanishi, Y., 2000,
Pharmacological Properties of Donepezil Hydrochloride (Aricept), a
Drug for Alzheimer‟ s Disease, Nippon Yakurigaku Zasshi, 115
(1): 45-51, January.
25. Steele, C.D., 2000, The Genetics of Alzheimer Disease, Nurs Clin.
North Am., 35 (3): 687-694, September.
26. Licastro, F., Pedrini, S., Ferri, C., Casadel, V., Govini, M., Pession,
A., Sciacca, F.L., Veglia, F., Annoni, G., Bonafe, M., Olivieri, F.,
Franceschi, C. and Edoardo, Grimaldi L.M., 2000, Gene
Polymorphism Affecting Alphal-antichymotrypsin and Interleukin-1
Plasma Levels Increase Alzheimer‟ s Disease Risk., Ann. Neurol.,
48 (3): 388-391, September.
27. Bookheimer, S.Y., Strojwas, M.H., Cohen, M.S., Saunders, A.M.,
Pericak-Vance, M.A., Mazziotta, J.C. and Small, G.W., 2000,
Patterns of Brain Activation in People Risk for Alzheimer‟ s Disease,
N. Eng. J. Medicine, 17, 343 (7): 450-456,August.
28. Sparks, D.L., Martin, T.A., Gross, D.R. and Hunsaker, J.C., 2000,
3rd, Link Between Heart Disease, Cholesterol, and Alzheimer‟ s
Disease: A Review, Microsc. Res. Tech., 15, 50 (4): 287-290,
August.
29. Rondeau, V., Commenges, D., Jacqmin-Gadda, H. and Dartigues,
J.F., 2000, Relation Between Aluminium Concentrations in Drinking
Water and Alzheimer‟ s Disease: an 8-year Follow-up Study, Am. J.
Epidemiology, 1, 152 (1): 59-66, July.
155
30. Trombley, P.Q., 1998, Selective Modulation of GABAA Receptors
by Aluminum, The J. of Neurophysiology, 80 (2): 755-761, August.
31. Aluminium, Mercury and Alzheimer‟ s Disease, 1998, Alzheimer’ s
Disease Society, Gorden House 10 Greencoat Place, London,
December.
32. Andrasia, E., Farkasa, E., Gawlikb, D., Rösickb, U. and Bratterb, P.,
2000, Brain Iron and Zinc Contents of German Patients with
Alzheimer Disease, J. of Alzheimer’ s Disease (JAD), 2 (1): 17-26,
March.
33. Johansen, C., 2000, Exposure to Electromagnetic Fields and Risk of
Central Nervous System Disease in Utility Workers, Epidemiology,
11 (5): 539-543, September.
34. Kudo, T., Imaizumi, K., Tanimukai, H., Katayama, T., Sato, N.,
Nakamura, Y., Tanaka, T., Kashiwagi, Y., Jinno, Y., Tohyama, M.
and Takeda, M., 2000, Are Cerebrovascular Factors Involved in
Alzheimer‟ s Disease, Neurobiol. Aging., 21 (2): 215-224, MarchApril.
35. Smith, M.A., Rottkamp, C.A., Nunomura, A., Raina, A.K. and Perry,
G., 2000, Oxidative Stress in Alzheimer‟ s Disease, Biochim.
Biophys. Acta, 26, 1502 (1):139-144, July.
36. Grant, W.B., 1999, Dietary Links to Alzheimer‟ s Disease, J. of
Alzheimer’ s Disease (JAD), 1 (4-5): 197-201, November.
37. Smith, M.A., Petot, G.J. and Perry, G., 1999, Commentary: Diet and
Oxidative Stress: A Novel Synthesis of Epidemiological Data on
Alzheimer‟ s Disease, J. of Alzheimer’ s Disease (JAD), 1 (4-5):
203-206, November.
38. Micic, D.V. and Petronijevic, N.D., 2000, Acetylcholinesterase
Activity in the Mongolian Gerbil Brain After Acute Treatment with
Aluminium, J. of Alzheimer’ s Disease (JAD), 2 (1): 1-6, March.
39. Mihailescu, S. and Drucker-Colin, R., 2000, Nicotine, Brain
Nicotinic Receptors, and Neuropsychiatric Disorders, Arch. Med.
Res., 31 (2): 131-144, March.
156
40. Filley, C.M., Brownell, H.N. and Albert, M.l., 1985, Education
Provides No Protection Against Alzheimer‟ s Disease, Neurology,
35: 1781-1784.
41. Letenneur, L., Launer, L.J., Andersen, K., Dewey, M.E., Ott, A.,
Copeland, J.R., Dartigues, J.F., Kragh-Sorensen, P., Baldereschi, M.,
Brayne, C., Lobp, A., Martinez-Lage, J.M., Stijnen, T. and Hofman,
A., 2000, Education and the Risk for Alzheimer‟ s Disease: Sex
Makes a Difference. EURODEM Pooled Analyses. EURODEM
Incidence Research Group, Am. J. Epidemiol, 1; 151 (11): 10641071, June.
42. Birkhauser, M.H., Strnad, J., Kampf, C. and Bahro, M., 2000,
Oestrogens and Alzheimer‟ s Disease, Int. J. Geriatr. Psychiatry,
15 (7):600-609, July.
43. Hormone Replacement Therapy (HRT) and Alzheimer‟ s Disease,
1999, Alzheimer’ s Disease Society, Gorden House 10 Greencoat
Place, London, May.
44. Benson, S., 1999, Hormone Replacement Therapy and Alzheimer‟ s
Disease: an Update on the Issues, Health Care Women Int., 20 (6):
619-638, November-December.
45. Jacobs, D.M., Tang, M.X., Stern, Y. and et al, 1998, Cognitive
Function in Nondemented Older Women Who Took Estrogen After
Menopause, Neurology, 50: 368-373.
46. Henderson, V.W., 1997, The Epidemiology of Estrogen Replacement
Therapy and Alzheimer‟ s Disease, Neurology, 48: 27-35.
47. Genetics and Alzheimer‟ s Disease, 1997, Alzheimer’ s Disease
Society, Gorden House 10 Greencoat Place, London, October.
48. Lendon, C.L., Ashall, F. and Goate, A.M., 1997, Exploring the
Etiology of Alzheimer Disease Using Molecular Genetics, JAMA,
277: 825-831.
49. Morris, J.C., Heyman, A., Mohs, R.C. and et al, 1989, The
Consortium to Establish a Registry for Alzheimer‟ s Disease,
Neurology, 39: 1159-1165.
157
50. Villareal, D.T. and Morris, J.C., 2000, The Diagnosis of Alzheimer‟ s
Disease, J. of Alzheimer’ s Disease (JAD), 2 (1): 231-247, March.
51. Boss, M.A., 2000, Diasnostic Approaches to Alzheimer‟ s Disease,
Biochim. Biophys. Acta, 26, 1502 (1): 188-200, July.
52. Henderson, A.S., Jorm, A.F., Korten, A.E., Creasey, H. and et al,
1992, Environmental Risk Factors for Alzheimer‟ s Disease: Their
Relationship to Age of Onset and to Familial or Sporadic Types,
Psychological Medicine, 22: 429-436.
53. Dimoglo, A.S., 1985, The Compositonal Method of Description of
the Electronik Structure of Organik Molecules Oriented to Computer
Analysis of SAR, Chim, Pharm., 2h, Russian.
54. Goca, N.ve ġahin, Y., 1993, Molekülün Yapısı , 2.cild. Atatürk
Üniversitesi Fen Fak. Fizik Böl., Erzurum.
55. Redl G., Gramer III R.D. and Berkoff C.E., 1974, Quantitative Drug
Design, Chem. Soc. Rev., 3(3), 273.
56. Gramer III R.D., Redl G. and Berkoff C.E., 1974, Substructural
Analysis A Novel Approach to the Problem of Drug Design, J. Med.
Chem., 17(5),533.
57. Hodes L., Hasard G.F., Geran R.I. and Richman S., 1977, A
Statistical-Heuristic Method for Automated Selection of Drug
Screening, J.Med. Chem., 20(4),469.
58. Gergely T. and Finn V., 1983, in Artificial Intelligence, Proc. IFAC
Symp., No.9, Oct.4-6, Leningrad U.S.S.R.
59. Hansch C., 1971, In Structure-activity Relationships, C. J.
Cavalito, Eds. Pergamos Press. Oxford, U.K.
60. Waisser K., Rubacek F., Vlacek J. and Celadnik M., 1978, In
Quantitative Structure-Activity Analysis, Franke R. and Oehme P.,
Eds., Academie-Verlag, Berlin.
61. Cammarata A., 1968, Some Electronic Factors in Drug Receptor
Interactions, J.Med.Chem., 14(6),1111.
158
62. Klopman G. and Hudson F., 1967, Polyelectronic Perturbation
Treatment of Chemical Reactivity, Theor. Chem. Acta, 8,165.
63. Fukui K., Nagata Ch. And Imamura A., 1960, Electronic Structure
and Nicotine –Like Stimulant Activity in Choline Phenyl Ethers,
Science, 132,87,3419.
64. Kaufman J.J., 1979, Quantum Chemical and Physico-Chemical
Influences on Structure-Active Relations and Drug Design, Int. J.
Quantum Chem., 16(2),221.
65. Weinstein H., Maayani S. and Srepherik S., 1973, Psychotomimetic
Drugs as Anticholinergic Agents. II. Quantum-Mechanical Study of
Molecular Interaction Potentials of 1-Cylohexylpiperidine
Derivatives with the Cholinergic Receptor, Mol. Pharmacol, 9(6),
820.
66. Murray J.S. and Politzer P., 1987, Electrostatic Potentials of Some
dibenzo-p-dioxins in Relation to their Biological Activities, Theor.
Chem. Acta, 72 (5-6), 507.
67. Balaban A.T., 1985, Applications of Graph Theory in Chemistry, J.
Chem.Inf. Comput. Sci., 25,334.
68. Randic M., 1986, Compact Molecular Codes, J. Chem. Inf.
Comput. Sci., 26(3), 136.
69. Balaban A.T., 1983, Topological Indices on Topological Distances in
Molecular Graphs, Pure Appl. Chem., 55(2), 199.
70. Gilbert K.E., 1989, Software Development and Operrating System,
197th ACS Natl. Meet, 9-14 April, Dallas.
71. Brandt W., Grundler W. and Wiss M., 1989, Structure ActivityRelationships in Auxins from Theoretical Investigations of
Conformations and Electrostatic Potentials, Part 2. Benzoic Acids,
Math-Naturwiss R., 38(1), 47.
72. Dewar, M.J.S. and Thiel, W.S., 1977, Am. Chemistry Society. 99,
4899.
73. Dimoglo, A.S., Vlad, P.F., Shvets, N.M., Coltsa, M.N., Güzel, Y.,
Saraçoğlu, M., Sarıpınar, E. and Patat, ġ., 1995, Electronic-
159
topolocigal Investigations of the Relationship Between Chemical
Structure and Ambergris Odor, New J. Chem., 19,1217-1226.
74. Dimoglo, A.S., Chumakov,Yu. M., Dobrova, B.N. and Saraçoğlu,
M., 1997, Electron-topological of the Structure-Antitumor Activity
Relationship of Thiosemicarbazone Derivatives, Arzneim
Forsch/Drug Res., 47 (I), 4, 415-419.
75. Saraçoğlu, M., 1995, Nükleosit türevlerine ait anti-AĠDS
aktivitelerinin konformasyon ve quantum kimya incelemesi: elektron
topolojik (ET) yaklaĢımı, Yüksek Lisans Tezi, Erciyes Üniversitesi
Fen Bilimleri Enstitüsü, Kayseri.
76. Dimoglo, A.S., Gorbachov, M.Y., Lesnik, T.I., Saraçoğlu, M., Güzel,
Y. and Yıldırım, I., 1997, Investigation of the Relationship Between
Chemical Structure and Anti-HIV-1 Activity in a Class of nucleoside
Analogues: Electron Topological Approach, Current Medicinal
Chemistry, 4, 23-34.
77. Sarıpınar, E., Güzel, Y., Patat, ġ., Yıldırım, Ġ., Akçamur, Y. and
Dimoglo, A.S., 1996, Electron-Topological Ġnvestigation of the
Structure-Antitubercular Activity Relationship of Thiosemicarbazone
Derivatives, Arzneim Forsch/Drug Res., 46 (II), 8, 824-828.
78. Güzel, Y., 1996, Investigation of the Relationship Between the
Inhibitory Activity of Glycolic Acid Oxidase (GAO) and Its
Chemical Structure: Electron-Topological Approach, J. of
Molecular Structure (Theocem), 366, 131-137.
79. Güzel, Y., Sarıpınar, E. and Yıldırım, I., 1997, Electron-Topological
(ET) Investigation of Structure-antagonist Activity of a series of
dibenzo[a,d] cycloalkenimines, J. of Molecular Structure
(Theocem), 418, 83-97.
80. Dimoglo, A.S., Vlad, P.F., Shvets, N.M. and Coltsa, M.N., 2001,
Structure-ambergris Odour Relationship Investigation in a Mixed
Series of Decalin and non-decalin Compounds: the Electronictopological Approach, New J. of Chemistry, 25, 283-288.
81. Summers, W.K., Majovski, L.V., Marsh, G.M., Tachiki, K. and
Kling, A., 1986, Oral tetrahydroaminoacridine in long-term treatment
of senile dementia, Alzheimer Type, N. Engl. J. Med., 315,12411245.
160
82. Becker, R.E. and Giacobini, E., 1988, Mechanisms of
Cholinesterrase inhibition in senile dementia of the Alzheimer type:
clinical, pharmacological, and therapeutic aspects, Drug Dev. Res.,
12,163-195.
83. Kumar, V. and Calache, M., 1991, Treatment of Alzheimer‟ s
Disease with cholinergic drugs, Int. J. Clin. Pharmacol. and Ther.
Toxicol, 29, 23-37.
84. Clarc, M., Cramer, R.D.III, and Opdenbosch, N.V., 1989, J.
Comput. Chem.,10, 982-998.
85. Bernard, P., Kireev, D.B., Chrétien, J.R., Fortier, P.L., and Coppet,
L., 1999, Automated docking of 82 N-benzylpiperidine derivatives to
mouse acetylcholinesterase and comparative molecular field analysis
with 'natural' alignment, J Comput Aided Mol Design,13, 355-371.
86. Golbraikh, A., Bernard, F., and Chrétien, J., 2000, Validation of
protein-based alignment in 3D quantitative structure-activity
relationships with CoMFA models, Eur. J. Med. Chem., 35, 123136.
87. Tong, W., Collantes, E.R., Chen, Y., and Welsh, W.J., 1996, A
comparative molecular field analysis study of N-benzylpiperidines as
acetylcholinesterase inhibitors, J. Med. Chem., 39, 380-387.
88. Zheng, W., Cho, S.J., Waller, C.L., and Tropsha, A., 1999, A
Rational Combinatorial Library Design. 3. Simulated Annealing
Guided Evaluation (SAGE) of molecular diversity: A novel
computational tool for diverse library design and database mining, J.
Chem. Inf. Comput. Sci., 39, 738-746.
89. Cho, S.J., Serrano Garsia, M.L., Bier, J., and Tropsha, A., 1996,
Structure-based alignment and comparative molecular field analysis
of acetylcholinesterase inhibitors, J. Med. Chem., 39, 5064-5971.
90. Harel, M., Schalk, I., Ehret-Sabatier, L., Bouet, F., Goeldner, M.,
Hirth, C., Axelsen, P., Silman, I., and Sussman, J.L., 1993,
Quaternary ligand binding to aromatic residues in the active-site
gorge of acetylcholinesterase, Proc. Natl. Acad. Sci., U.S.A. 90,
9031-9035.
161
91. Kryger, G., Silman, I., and Sussman, J.L., 1999, Structure of
acetylcholinesterase complexed with E2020 (Aricept): implications
for the design of new anti-Alzheimer drugs, Structure, 7, 297-307.
92. Cho, S.J., and Tropsha, A., 1995, Cross-validated R2-guided region
selection for comparative molecular field analysis: a simple method
to achieve consistent results, J. Med. Chem., 38, 1060-1066.
93. Waller, C.L., Oprea, T.I., Giolitti, A., and Marshall, G.R., 1993,
Three-dimensional QSAR of human immunodeficiency virus (I)
protease inhibitors. 1. A CoMFA study employing experimentallydetermined alignment rules, J. Med. Chem., 36, 4152-4160.
94. Recanatini, M., Cavalli, A., and Hansch, C., 1997, A comparative
QSAR analysis of acetylcholinesterase inhibitors currently studied
for the treatment of Alzheimer's disease, Chem Biol Interact.,105,
199-228.
95. Kimura, T., Hasegawa, K., and Funatsu, K., 1998, GA strategy for
variable selection in QSAR studies: GA-based region selection for
CoMFA Modeling, J. Chem. Inf. Comput. Sci., 38, 276-282.
96. Hasegawa, K., Kimura, T., and Funatsu, K., 1999, GA strategy for
variable selection in QSAR studies: application of GA-based region
selection to a 3D-QSAR study of acetylcholinesterase inhibitors, J.
Chem. Inf. Comput. Sci., 39, 112-120.
97. Kawakami, Y., Inoue, A., Kawai, T., Wakita, M., Sugimoto, H., and
Hopfinger, A., 1996, The rationale for E2020 as a potent
acetylcholinesterase inhibitor, J. Bioorg. Med. Chem., 4, 14291446.
98. Naghtingale, S.L., 1997, Donepezil approved for treatment of
Alzheimer‟s disease, JAMA, 277, 10-15.
99. Yamamoto, Y., Ishihara, Y., and Kuntz, I.D., 1994, Docking analysis
of a series of benzylamino acetylcholinesterase inhibitors with a
phthalimide, benzoyl, or indanone moiety, J. Med. Chem., 37, 31413153.
100.
Inoue, A., Kawai, T., Wakita, M., Iimura, Y., Sugimoto, H., and
Kawakami, Y., 1996, The simulated binding of (+/-)-2,3-dihydro5,6-dimethoxy-2-[[1-(phenylmethyl)-4-piperidinyl] methyl] -1H-
162
inden-1-one hydrochloride (E2020) and related inhibitors to free and
acylated acetylcholinesterases and corresponding structure-activity
analyses, J. Med. Chem., 39, 4460-4470.
101.
Villalobos, A., Blake J.F., Biggers, C.K., Butler, T.W., Chapin, D.S.,
Chen, Y.L., Ives, J.L., Jones, S.B., Liston, D.R., Nagel, A.A., Nason,
D.M., Nielsen, J.A., Shalaby, I.A. and Frost White, W., 1994, Novel
benzisoxazole derivatives as potent and selective inhibitors of
acetycholinesterase, J. Med. Chem., 37, 2721-2733.
102.
Pang, Y.P. and Kozikowski, A.J., 1994, Prediction of the binding
sites of huperzine A in acetycholinesterase by docking studies, J.
Comp. Aided Mol. Des., 8, 683-693.
103.
Tetko, I.V., Kovalishyn, V.V., Luik, A.I., and Livingstone, D.J., in
press, Application of volume learning artificial neural network to
calculate 3D QSAR models with enhanced predictive properties,
Proc. of QSAR' 2001, Dusseldorf.
104.
Sugimoto, H., Tsuchiya, T., Sugumi, H., Higurashi, K., Karibe, N.,
Iimura, Y., Sasaki, A., Kawakami, Y., Nakamura, T., Araki, S.,
Yamanishi, Y., and Yamatsu, K., 1990, Novel piperidine derivatives.
Synthesis and anti-acetylcholinesterase activity of 1-benzyl-4-[2(Nbenzoylamino)ethyl]piperidine derivatives, J. Med. Chem., 33,
1880-1887.
105.
Sugimoto, H., Tsuchiya, T., Sugumi, H., Higurashi, K., Karibe, N.,
Iimura, Y., Sasaki, A., Kawakami, Y., Nakamura, T., Araki, S.,
Yamanishi, Y., and Yamatsu, K., 1992, Synthesis and structureactivity relationships of acetylcholinesterase inhibitors: 1-benzyl-4(2-phthalimidoethyl)piperidine and related derivatives, J. Med.
Chem., 35, 4542-4548.
106.
Villalobos, A., Butler, T.W., Chapin, D.S., Chen, Y.L., DeMattos,
S.B., Ives, J.L., Jones, S.B., Liston, D.R., Nagel, A.A., Nason, D.M.,
Nielsen, J.A., Ramirez, A.D., Shalaby, I.A., and Frost White, W.,
1995, 5,7-dihydro-3-[2-[1-(phenylmethyl)-4-piperidinyl]ethyl]-6Hpyrrolo[3,2-f]-1,2-benzisoxazol-6-one: a potent and centrallyselective inhibitor of acetylcholinesterase with an improved margin
of safety, J. Med. Chem., 38, 2802-2808.
163
107.
Kaur, J., and Zhang, M.-Q., 2000, Molecular modelling and QSAR
of reversible acetylcholinesterase inhibitors, Curr. Med. Chem., 7,
273-294.
108.
Ishihara, Y., Goto, G., and Miyamoto, M., 2000, Central selective
acetylcholinesterase inhibitor with neurotrophic activity: StructureActivity Relationships of TAK-147 and related compounds, Curr.
Med. Chem., 7, 341-354.
109.
Sugimoto, H., Yamanishi, Y., Iimura, Y., and Kawakami, Y., 2000,
Donepezil hydrochloride (E2020) and other acetylcholinesterase
inhibitors, Curr. Med. Chem., 7, 303-339.
110.
Sybyl is available from Tripos Associates, 1699 South Hanley Road,
St Louis, MO 63144.
111.
Steward, J.J.P, MOPAC: A General Molecular Orbital Package
(Version 6.0),. QCPE # 455.
112.
Bernard, P., Kireev, D.B.,1999, Chrétien, J.R., Fortier, P.L., and
Coppet, L., Automated docking of 82 N-benzylpiperidine derivatives
to mouse acetylcholinesterase and comparative molecular field
analysis with 'natural' alignment, J Comput Aided Mol Design, 13,
355-371.
113.
Cardozo, M.G., Iimura, Y., Sugimoto, H., Yamanishi, Y., and
Hopfinger, A.J.,1992, QSAR analyses of the substituted indanone
and benzylpiperidine rings of a series of indanone-benzylpiperidine
inhibitors of acetylcholinesterase, J Med. Chem,. 35, 584-589.
114.
Alisi, M.A., Brufani, M., Filocamo, G., Licandro, E., Cesta, M.C.,
Lappa, S., Marchesini, D. and Pagella, P., 1995, Synthesis and
structure-activity relationships of new acetylcholinesterase
inhibitors :
morpholinoalkyl-carbamoyloxeseroline
derivatives,
Bioorg. Med. Chem. Lett., 5, 2077-2080.
115.
Brzostowska, X. He, Greig, N.H., Rapoport, S.I. and Brossi, A.,
1992, Phenylcarbamates of (-)-eseroline, (-)-N1-noreseroline and (-)physovenol: selective inhibitors of acetyl and, or butyrylcholinestererase, Med. Chem. Res., 2,238-246.
116.
Chen, Y.L., Nielsen, J., Hedberg, K., Dunaiskis, A., Jones, S., Russo,
L., Johnson, J., Ives, J. and Liston, D., 1992, Syntheses, resolution
164
and structure-activity relationships of potent acetylcholinesterase
inhibitors: 8-carbaphysostigmine analogues, J. Med. Chem., 35,
1429-1434.
117.
Shutske, G.M., Pierrat, F.A., Kapples, K.J., Cornfeldt, M.L.,
Szewczak, M.R., Huger, F.P., Bores, G.M., Haroutunian, V. and
Davis, K.L., 1989, 9-amino-1,2,3,4-tetrehyroacridin-1-ols: synthesis
and evaluation as potential Alzheimer‟ s disease therapeutics, J.
Med. Chem., 32, 1805-1813.
118.
Sussman, J.L., Harel, M., Frolow, F., Oefner, C., Golgman, A.,
Toker, L. and Silman, I., 1991, Atomic structure of
acetycholinesterase from Torpedo californica: a prototypic
acetycholine-binding protein, Science, 253, 872-879.
119.
Radic Z., Reiner E. and Taylor P., 1991, Role of the peripheral
anionic site on acetycholinesterase: inhibition by substrates and
coumarin derivatives, Mol. Pharmacol, 39, 98-104.
120.
Ishiara, Y., Kato, K. and Goto, G., 1991, Central cholinergic agents.
I. Potent acetycholinesterase inhibitors, 2-[-[N-alkyl-N-(-phenylalkyl) amino] alkyl]-1-H-isoindole-1,3(2H)-diones. based on a new
hypothesis of the enzyme‟ s active site, Chem. Pharm. Bull., 39,
3225-3235.
121.
Ishiara, Y., Kato, K. and Goto, G., 1991, Central cholinergic agents.
II. Synthesis and acetycholinesterase inhibitory activities of N-[[N-alkyl-N-(-phenylmethy) amino] alkyl]-3-arylpropenamides,
Chem. Pharm. Bull., 39, 3236-3243.
122.
Vidaluc, J.L., Calmel, F., Bigg, D.C.H., Carilla, E. and Briley, M.,
1995, Flexible 1-[(2-aminoethoxy)alkyl]-3-ar(o)yl(thio)ureas as
novel acetycholinesterase inhibitors. Synthesis and biochemical
evaluation, J. Med. Chem., 38, 2969-2973.
123.
Vidaluc, J.L., Calmel, F., Bigg, D.C.H., Carilla, E., Briley, M.,
Chopin,
P.
and
Briley,
M.,
1994,
Novel
[2-(4piperidinyl)ethyl](thio)ureas: Synthesis and antiacetycholinesterase
activity, J. Med. Chem., 37, 689-695.
165
ÖZGEÇMĠġ
Adı ve Soyadı : Murat SARAÇOĞLU
Baba Adı
: Abdulhamit
Anne Adı
: EmiĢ
Doğum Yılı
: 1968
Doğum Yeri : Dörtyol-HATAY
Ġlk, orta ve lise öğrenimini Dörtyol‟da tamamladı. 1992 yılında Erciyes
Üniversitesi Fen Edebiyat Fakültesi Kimya Bölümü‟nden mezun oldu ve
1993 yılında Erciyes Üniversitesi Fen Edebiyat Fakültesi Kimya
Bölümü‟nde AraĢtırma Görevlisi olarak göreve baĢladı. 1993‟te baĢladığı
yüksek lisans öğrenimini 1995 yılında tamamladı ve 1996 yılında Gazi
Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsünde doktora öğrenimine baĢladı.
Halen Erciyes Üniversitesi Fen Edebiyat Fakültesi Kimya Bölümü‟nde
AraĢtırma Görevlisi olarak çalıĢmaktadır.

N-Benzilpiperidin Türevlerinin Serilerinde ki Yapı

Transkript

Benzer belgeler

Biyoloji Deneyleri

181 - WordPress.com

PPh3 N N N S O CH Ni R CH3

tuncelġ ġlġ kanoğlu mahallesġndekġ yapılarda görülen su – nem

bursa ġlġ ġçġn zemġn sınıflaması ve sġsmġk tehlġke

Crystallization behavior of PET materials

Mühendislik Plastikleri

30/09/2009 Tarihli Bülten - İTÜ Gemi İnşaatı ve Deniz Bilimleri

Hidrokarbonlar - WordPress.com