Electrochemical Determination of Interaction between Anticancer Drug Epirubicin and DNA by DNA Biosensors

Yıl 2017, Cilt: 38 Sayı: 3, 525 - 534, 30.09.2017

Adil Elik Gültekin Gökçe Ebru Bostancı Derya Kızıloluk

https://doi.org/10.17776/csj.340503

Öz

Studies that deal with
the confirming the interaction of anticancer drugs with DNA have gained much
more importance in recent years. In our study,the interaction of Epirubicin, an
anticancer drug, with DNA was examined with electrochemical methods using pencil
graphite electrode. Differential pulse voltammetry technique (DPV) was employed
in our study. The parameters such as the concentrations of ct-DNA immobilized
on electrodes Drug concentrations interacting with ct-DNA and its interaction
periods of time were optimized using pencil graphite electrode and the limit of
detection was determined and the result were explicated. To estimate the
detection limit (DL) target sequences were found for ct-dsDNA and ct-ssDNA
0.556  μg/mL  and 0.059 μg/mL , respectively. The study
aims to contribute to the designing process of the drugs to be produced and to
the illumination of the interaction mechanisms between the newly- synthesised
drugs and DNA.

Anahtar Kelimeler

DNA Biosensor, Epirubicin, Pencil Graphite Electrode (PGE), Differential Puls Voltammetry (DPV)

Antikanser İlaç Olan Epirubicin’in DNA ile Etkileşiminin DNA Biyosensörleri ile Elektrokimyasal Tayini

Öz

Anti kanser ilaçların DNA ile etkileşimlerinin biyosensörler ile tespit
edilmesine yönelik çalışmalar son yıllarda önem kazanmıştır. Çalışmamızda
antikanser ilaç olan Epirubicin’in DNA ile etkileşmesi elektrokimyasal yöntemlerle;
kalem grafit elektrot (PGE) kullanılarak incelendi. Epirubicin’in Calph
Thymus’dan (ct) izole edilmiş tek sarmal ct-DNA (ct-ssDNA) ve çift sarmal
ct-DNA (ct-dsDNA) ile elektrot yüzeyinde veya çözelti ortamında etkileşimleri
ct-DNA’larda bulunan guanin bazındaki yükseltgenme sinyalinde meydana gelen
değişimler izlenerek incelendi. Çalışmamızda difarensiyel puls voltametri
tekniği kullanıldı. Elektrotlara immobilize edilen ct-DNA’ların derişimleri,
ct-DNA ile etkileşen ilaç derişimi ve etkileşim süresi gibi parametreler PGE
ile optimize edildi, tayin sınırları belirlendi ve sonuçlar yorumlandı. Tayin
sınırı (DL) ct-dsDNA ve ct-ssDNA etkileşimi için sırasıyla 0.556 μg/mL ve 0.059
μg/mL bulunmuştur. Çalışmamızda elde edilen sonuçların, üretimi yapılacak olan
ilaçların tasarımına fayda sağlayacağına ve yeni sentezlenen ilaçların DNA ile
olan etkileşim mekanizmalarının aydınlatılmasına imkan sağlayacağına
inanılmaktadır., Anaplasma
Phagocytophilum, Diferansiyel PulsVoltametrisi.

Anahtar Kelimeler

Elektrokimyasal DNA Biyosensörleri, Epirubicin, Kalem Grafit Elektrot (PGE), Diferansiyel Puls Voltametrisi (DPV)

Kaynakça

• [1]. Erdem, A., in Comprehensive Analytical Chemistry (Ed: D.Barcelo), Electrochemical Sensor Analysis (Eds: S. Alegret, A. Merkoci) Elsevier, Amsterdam, 2007, 19, 403-411.
• [2]. Wang J.,Anal. Chim.Acta.,2002, 469, 63.
• [3]. Wang, J.,Anal. Chim.Acta,, 1997, 347, 1.
• [4]. Erdem, A., Talanta,,2007,74, 318.
• [5]. Wang, J.,Biosensors & Bioelectronics, 1998, 13, 757.
• [6]. Erdem A., Ozsoz M.,Electroanalysis, 2002, 14, 965.
• [7]. S. Rauf, J.J. Gooding, K. Akhtar, M.A. Ghauri, M. Rahman, M.A. Anwar, A.M. Khalid, J. Pharm. Biomed.Anal.,2005, 37, 205.
• [8]. Erdem, A., Özsöz, M., Anal. Chim.Acta,, 2001, 437, 107.
• [9]. Wang, J.; Rivas, G.; Fernandes, J. R.; Paz, J. L. L.; Jiang, M.; Waymire, R.,Anal. Chim.Acta, 1998, 375, 197.
• [10]. Mikkelsen, S. R. Electroanalysis, 1996, 1, 8.
• [11]. Wang, L., Lin, L., Ye, B., Journal of Pharmaceutical and Biomedical Analysis, 2006, 42, 625.
• [12]. Nawaz, H., Rauf, S., Akhtar, K., Khalid, A. M., Analytical Biochemistry, 2006, 354, 28.
• [13]. Richardson, C. L., Springfield, G.E.S. et al., "Intercalation inhibition assay compounds that interact with DNA or RNA", Amerikan patent no; 4,257,774 / 24 March, 1981.
• [14]. Marin, D., Perez, P., Teijeiro, C., Palecek, E., Biophysical Chemistry,1998, 75, 87.
• [15]. 0liveira Brett, A.M., Macedo, T.R.A., Raimundo, D., Marques, M.H., Serrano, S.H.P.,Biosensors and Bioelectronics, , 1998, 13, 861.
• [16]. Perez, P., Teijeiro, C., Marin, D., Chemico-Biological Interactions, 1999, 117, 65.
• [17]. Wang, J., Rivas, G., Cai, X., , Shiraishi, H., Farias, A.M.P., Dontha, N., Luo, D., Anal. Chim. Acta,, 1996, 332, 139.
• [18]. Wang, J., Rivas, G., Luo, D., Cai, X., Valera, F.S., Dontha, N., Anal. Chem., (1996), 68, 4365.
• [19]. Karadeniz, H., Erdem, A., Caliskan, A., Pereira, C.M., Pereira, E.M.,Ribiero, J.A., Electrochem.Commun., 2007, 9, 2167.
• [20]. Erdem, A., 2007, 74, 318.
• [21]. Wang, J., Kawde, A. N. , Erdem, A., Salazar, M., 2001, Analyst, 126, 2020.
• [22]. Kuralay, F., Erdem, A., Abacı, S. Ozyoruk, H. Yıldız, A., Electrochem. Commun., 2009, 11(6) 1242.