Matricaria recutita L.’nın Uçucu Yağı ve Bileşenlerinin Mikrobiyal Transformasyonu

Tez Türü: Doktora

Tezin Yürütüldüğü Kurum: Anadolu Üniversitesi, SAĞLIK BİLİMLERİ ENSTİTÜSÜ, FARMAKOGNOZİ ANABİLİM DALI, Türkiye

Tez Danışmanı: Fatih Demirci

Tezin Onay Tarihi: 2023

Tezin Dili: Türkçe

Desteklendiği Program: Diğer

Özet:

Farmakope kalitesinde ticari olarak temin edilen papatya uçucu yağı, GC/MS ve GC/FID ile analitik kalite doğrulamasından sonra kullanılmış ve ana bileşenleri α-bisabolol oksit A (%47,7) ve B (%6,2), (E)-β-farnesen (%21,5), α-bisabolon oksit A (%5,7), kamazulen (%4,1) ve α-bisabolol (%2,1) olarak belirlenmiştir. Bu tez kapsamında papatya uçucu yağının ve onun bileşenlerinden olan α-bisabolol, bisabolol oksitler, farnesen ve kamazulenin 22 farklı mikroorganizma ile biyotransformasyon potansiyelinin araştırılması amaçlanmıştır. Papatya uçucu yağının biyotransformasyon çalışmalarında kullanılması yanında, bisabolol oksitler ve kamazulen, uçucu yağdan izole edilerek, α-bisabolol ve farnesen izomerleri karışımı ise ticari olarak temin edilerek kontrolleri yapılmış ve biyotransformasyon çalışmalarında kullanılmıştır. α-Bisabololün yüksek verimli dönüşümü, Penicillium neocrassum ile sağlanarak yeni metabolit (%94) kromatografik olarak saflaştırılmış ve spektroskopik tekniklerle 2-(5-metil-5-(6-metil-7-oksabisiklo[4.1.0]heptan-3-il)tetrahidrofuran-2-il)propan-2-ol, kısaca "bisafuranol" ilk defa yeni doğal madde olarak adlandırılmıştır. α-Bisabololün mikrobiyal transformasyonu sonucu üretilen diğer beş metabolitten ikisi α-bisabolol oksit A, üçü ise α-bisabolol oksit B olarak tanımlanmıştır. Farnesen izomerleri karışımından mikroorganizmaların katalizörlüğünde; α-bisabolol oksit B, α-bisabolon oksit A olmak üzere, diğer iki metabolit α-bisabolol oksit A olarak analiz edilmiştir. Ayrıca biyotransformasyon sonucu ekstre edilen metabolit karışımlarının in vitro antimikrobiyal (mikrodilüsyon yöntemi) antioksidan (DPPH radikal süpürücü) etkileri, mikro-UV-spektrofotometrik siklooksijenaz-1 (COX-1), 5-lipoksijenaz (5-LOX) enzim inhibisyon deneyleri olmak üzere biyoaktiviteleri substratlarla karşılaştırmalı olarak incelenmiş ve in silico olarak moleküllerin toksisite değerlendirmesi yapılmıştır. Toksisite tahmin sonucuna göre yeni bileşik "bisafuranol"ün, oral toksisitesinin olmadığı ve kısmen güvenli olduğu belirlenmiştir.

The commercially available chamomile essential oil of pharmacopoeial quality was used after analytical verification by GC/MS and GC/FID where the main components were α-bisabolol oxides A (47.7%) and B (6.2%), (E)-β-farnesene (21.5%), α-bisabolone oxide A (5.7%), chamazulene (4.1%), and α-bisabolol (2.1%), respectively. In this thesis, it was aimed to investigate the biotransformation potential of chamomile essential oil and its components α-bisabolol, bisabolol oxides, farnesene, and chamazulene using 22 different microorganisms. In addition to the utilization of chamomile essential oil, the bisabolol oxides, chamazulene were isolated from the essential oil; whereas α-bisabolol and a mixture of farnesene isomers were obtained commercially, which were also used in the biotransformation studies. The metabolite of α-bisabolol was converted in high amount (94%) by Penicillium neocrassum, which was purified, and elucidated by chromatographic-spectroscopic techniques as new compound 2-(5-methyl-5-(6-methyl-7-oxabicyclo[4.1.0]heptan-3-yl)tetrahydrofuran-2-yl)propan-2-ol was named as "bisafuranol" for the first time as a new natural product. Among the five metabolites produced by microbial transformation of α-bisabolol, two were identified as α-bisabolol oxide A, and three as α-bisabolol oxide B. From the mixture of farnesene isomers, catalyzed by microorganisms, α-bisabolol oxide B, α-bisabolone oxide A, and two other metabolites were identified as α-bisabolol oxide A. In addition, in vitro antimicrobial (microdilution method), antioxidant (DPPH radical scavenging) effects of obtained biotransformation metabolite mixtures were evaluated for their bioactivities by cyclooxygenase-1 (COX-1), 5-lipoxygenase (5-LOX) enzyme inhibition experiments using micro-UV-spectrophometric methods, comparatively with substrates, where in silico toxicity was also considered. According to the toxicity prediction results, the new compound "bisafuranol" was found as orally non-toxic, which can be classified as partially safe.