Amaç: Bu çalışmanın temel amacı, literatürde daha önce tanımlanmış farmakoforik yapılardan faydalanarak, rasyonel tasarım ve sentez stratejileri yoluyla yüksek inhibitör potansiyeline sahip yeni α-glukozidaz inhibitörleri geliştirmektir. Bu araştırma, diabetes mellitus tedavisinde klinik öneme sahip potansiyel ilaç adaylarının keşfine yönelik bilimsel katkı sağlamayı hedeflemektedir. Bu kapsamda, çalışmamızda çeşitli kinoksalin-hidrazon türevleri sentezlenmiş ve bu bileşiklerin α-glukozidaz inhibitör etkinlikleri deneysel olarak incelenmiştir. Ayrıca, enzim inhibisyon mekanizmasının ve ligand-enzim etkileşimlerinin moleküler düzeyde aydınlatılması amacıyla, en yüksek aktiviteye sahip bileşik üzerinde moleküler doking çalışmaları ve enzim inhibisyon kinetik analizleri gerçekleştirilmiştir.
Gereç ve Yöntem: Kinoksalin-hidrazon türevleri, üç basamaklı bir sentez protokolü ile elde edilmiştir. Sentezlenen bileşiklerin yapısal karakterizasyonu, FT-IR, ¹H NMR, ¹³C NMR ve HR-MS tekniklerini içeren spektral analiz yöntemleriyle doğrulanmıştır. α-Glukozidaz inhibitör aktivite ve enzim inhibisyon kinetiği çalışmaları, in vitro koşullarda p-nitrofenil-α-D-glukopiranozid (pNPG) substratı kullanılarak standart bir kolorimetrik yöntemle değerlendirilmiştir. Kontrol maddesi olarak akarboz kullanılmıştır. Bileşiklerin inhibitör etkinliklerinin belirlenmesi amacıyla % inhibisyon ve IC₅₀ değerleri hesaplanmıştır. Moleküler doking çalışması, GOLD 5.2 programı kullanılarak gerçekleştirilmiştir.
Sonuç ve Tartışma: Biyolojik aktivite değerlendirmeleri, sentezlenen kinoksalin-hidrazon türevlerinin α-glukozidaz enzimine karşı değişen oranlarda inhibitör aktivite sergilediğini göstermiştir. Test edilen bileşikler arasında, N-fenil halkasında para-hidroksi substitüenti taşıyan bileşik 2 en aktif bileşik olup, standart ilaç akarboza (IC50 = 1.211 ± 0.08 mM) kıyasla daha güçlü bir α-glukozidaz inhibitör aktivitesi (IC50 = 0.413 ± 0.048 mM) göstermiştir. Bunun yanı sıra, enzim inhibisyon kinetiği çalışması, en aktif bileşik 2'nin 115.6 µM'lik bir Kᵢ değeri ile α-glukozidaz enzimini kompetitif inhibitör mekanizmasıyla engellediğini ortaya koymuştur. Ayrıca, moleküler doking analizi, bileşik 2 ile enzimin aktif bölgesi arasındaki moleküler etkileşimleri aydınlatmış ve bu etkileşimlerin biyolojik aktivite ile kinetik sonuçlarla tutarlı olduğu gözlemlenmiştir. Bu bulgular, kinoksalin-hidrazon iskeletinin, yeni ve potansiyel antidiyabetik ajanların geliştirilmesinde umut verici bir lider yapı olabileceğini düşündürmektedir.
Diyabet hidrazon kinoksalin sentez α-glukozidaz inhibitörleri
31974
Objective: The primary aim of this study is to develop novel α-glucosidase inhibitors with high efficacy through rational design and synthesis strategies utilizing pharmacophoric scaffolds previously defined in the literature. This research aims to contribute to the discovery of clinically relevant potential drug candidates for the treatment of diabetes mellitus. Towards this end, some quinoxaline-hydrazone derivatives were synthetized, and their α-glucosidase inhibition were experimentally investigated. Furthermore, to elucidate the enzyme inhibition mechanism and the ligand-enzyme interactions at the molecular level, molecular docking studies and enzyme inhibition kinetic analyses were conducted on the most active compound.
Material and Method: The quinoxaline-hydrazone derivatives were synthesized via a three-step procedure. The structures of the synthesized compounds were confirmed by spectral analysis, including FT-IR, ¹H NMR, ¹³C NMR and HR-MS techniques. The α-glucosidase inhibition and enzyme kinetic study were conducted in vitro with a standard colorimetric assay, using p-nitrophenyl-α-D-glucopyranoside (pNPG) as the substrate. Acarbose was used as a reference standard. Inhibiton % and the IC50 values were calculated to assess the inhibitory potency of the compounds. Molecular docking study was executed by the GOLD 5.2 program.
Result and Discussion: The biological activity assessment showed that the synthesized quinoxaline-hydrazone derivatives exhibited inhibitory activity with varying percentages against the α-glucosidase. Among the compounds tested, 2 bearing p-hydroxy subtituent on the N-phenyl ring is the most effective compound and displayed a stronger α-glucosidase inhibitory activity with IC50 value of 0.413 ± 0.048 mM compared to the standard drug acarbose (IC50=1.211 ± 0.08 mM). Furthermore, the kinetic study showed that the most active compound 2 acted as a competitive inhibitor of the α-glucosidase enzyme, with a Ki value of 115.6 µM. Additionally, molecular docking analysis showed that the molecular interactions between compound 2 and the enzyme's active site, and these interactions were observed to be consistent with the biological activity and kinetic results. These findings suggest that the quinoxaline-hydrazone scaffold could serve as a promising lead structure for the development of novel potent antidiabetic agents.
Diabetes hyrazone quinoxaline synthesis α-glucosidase inhibitors
The authors declare that the ethics committee approval is not required for this study.
This study was supported by Ege University Scientific Research Project (Grant ID-31974)
31974
| Birincil Dil | İngilizce |
|---|---|
| Konular | Farmasotik Kimya |
| Bölüm | Araştırma Makalesi |
| Yazarlar | |
| Proje Numarası | 31974 |
| Gönderilme Tarihi | 9 Ağustos 2025 |
| Kabul Tarihi | 17 Kasım 2025 |
| Erken Görünüm Tarihi | 27 Aralık 2025 |
| Yayımlanma Tarihi | 27 Aralık 2025 |
| DOI | https://doi.org/10.33483/jfpau.1760832 |
| IZ | https://izlik.org/JA45JM34CP |
| Yayımlandığı Sayı | Yıl 2025 Cilt: 49 Sayı: 4-14th International Symposium on Pharmaceutical Sciences (ISOPS-14) |
Ankara Üniversitesi Eczacılık Fakültesi Dergisi, açık erişim, hakemli bir dergi olup Türkçe veya İngilizce olarak farmasötik bilimler alanındaki önemli gelişmeleri içeren orijinal araştırmalar, derlemeler ve kısa bildiriler için uluslararası bir yayım ortamıdır. Bilimsel toplantılarda sunulan bildiriler, konferans bildirileri ve toplantı özetleri supleman özel sayısı olarak dergide yayımlanabilir. Ayrıca, tüm farmasötik alandaki gelecek ve önceki ulusal ve uluslararası bilimsel toplantılar ile sosyal aktiviteleri içerir.
Ankara Üniversitesi Eczacılık Fakültesi Dergisi, açık erişim, hakemli bir dergi olup Türkçe veya İngilizce olarak farmasötik bilimler alanındaki önemli gelişmeleri içeren orijinal araştırmalar, derlemeler ve kısa bildiriler için uluslararası bir yayım ortamıdır. Bilimsel toplantılarda sunulan bildiriler supleman özel sayısı olarak dergide yayımlanabilir. Ayrıca, tüm farmasötik alandaki gelecek ve önceki ulusal ve uluslararası bilimsel toplantılar ile sosyal aktiviteleri içerir.
Dergi ile işleme ve yayınlama ücretsizdir. Gönderilen veya kabul edilen makaleler için makale işleme ücreti veya gönderim ücreti yoktur.
Sibel A. ÖZKAN, 1986 yılından beri Ankara Üniversitesi Eczacılık Fakültesi'nde Analitik Kimya Profesörü olarak görev yapmaktadır.
Türkiye Kimya Derneği adına Avrupa Kimya Derneği-DAC üyesidir. Avrupa Farmakopesi-EDQM-Kromatografi Bölümü üyesidir. Ayrıca Uluslararası Elektrokimya Derneği (ISE) ve Amerikan Kimya Derneği (ACS) üyesidir.
COST Eylem Yönetim Komitesi: PortASAP: - Taşınabilir, uygun fiyatlı ve basit analitik platformların tanıtımı için Avrupa ağı: Cost Action CA 16215'in temel grubu. Çalışma Grubu 4. (2022'de tamamlandı).
COST Eylem Yönetim Komitesi: WATERTOP: - Kaynak ve içme suyu sorunlarının erken teşhisinde tat ve koku (WATERTOP) COST Eylem CA18225'in temel grubu - Çalışma Grubu 1 - Su T&O'nun duyusal analizinde ilerlemeler (2023'te tamamlandı).
COST Eylem Yönetim Komitesi: LUCES: - Çevresel Güvenlik için Supramoleküler Lüminesanslı Kemosensörler (LUCES) CA22131, (2024-Devam Ediyor). (MC Cair: Rodriguez Laura)
TÜBİTAK tarafından desteklenen 2 adet devam eden Üniversite-İlaç Sanayi Projesi bulunmaktadır. 2 adet HORIZON ve 1 adet ikili anlaşma projesi (Çin ile) bulunmaktadır.
LC yöntemleri, ayırma teknikleri, yeşil kimya, kiral ayırma, ilaç analizi, elektrokimyasal biyosensörler, nanosensörler, nanobiyosensörler, MIP sensörleri, DNA biyosensörleri, enzim biyosensörleri, biyobelirteçler, çevresel sensörler, yöntem geliştirme ve ilaç analizlerinin validasyonu ile ilgili çeşitli analitik kimya projelerinde yer almıştır.
500'den fazla orijinal ve derleme makalesi yayınlamış, h-indeksi 54'tür (ISI-WoS'de indekslenmiştir) ve 12 bilimsel kitabın ve yaklaşık 70 kitap bölümünün editörüdür.
Birçok uluslararası ve ulusal ödülü bulunmaktadır.
Journal of Pharmaceutical and Biomedical Analysis (SCI-Elsevier) dergisinin editörü, Essential Chem (Taylor&Francis) dergisinin Analitik ve Çevresel Bölüm Editörü ve Current Pharmaceutical Analysis (SCI-Bentham) dergisinin Avrupa Bölümü Editörüdür. Ayrıca, Talanta (SCI), Trends in Analytical Chemistry, Chromatographia (SCI), Biosensors & Bioelectronics X, Critical Reviews in Analytical Chemistry, Electrochimica Acta, Analytical & Bioanalytical Chemistry, Advanced Sample Prep., Green Analytical Chemistry vb. dergilerin Editör Kurulu üyesidir.
Bezhan Chankvetadze is Full Professor for Physical Chemistry and director of the Institute of Physical and Analytical Chemistry at the Tbilisi State University in Tbilisi, Georgia. Between 1991-2005 B. Chankvetadze held research and teaching positions at the Institute of Pharmaceutical and Medicinal Chemistry, University of Münster, Germany and at the Department of Applied Chemistry, Graduate School of Engineering, Nagoya University, Japan.
B. Chankvetadze has published over 250 research papers in peer reviewed journals, over 30 review papers and book chapters and holds several patents of the former Soviet Union, USA, Germany and Japan. B. Chankvetadze has published one monograph (Capillary Electrophoresis in Chiral Analysis, Wiley&Sons, Chichester, UK, 1997), co-authored one book (Quantitative Determination of Antiepileptic Drugs in Biological Fluids, Tbilisi University Press, Tbilisi, Georgia, 1993) and edited one multiautored book (Chiral Separations, Elsevier Science, 2001). He has edited and co-edited many special issues of the journals Journal of Chromatography A, Journal of Chromatography O, Electrophoresis, Journal of Pharmaceutical and Biomedical Analysis and Journal of Separation Science on various topics of separation science.
B. Chankvetadze has given over 300 presentations as plenary, invited or oral speaker on the international conferences in fields of chirality, electromigration techniques and separation science. Together with editing the Journal of Pharmaceutical and Biomedical Analysis (Elsevier, Amsterdam, Netherlands) B. Chankvetadze is a member of the editorial boards of:
Electrophoresis (Wiley-VCH)
Journal of Chromatography A (Elsevier)
Journal of Chromatography O (Elsevier)
Journal of Separation Science (Wiley-VCH)
Chirality (Wiley)
Acta Chromatographica (Academia Kiado)
and several other international journals.
B. Chankvetadze is the recipient of “Journal of Chromatography Top Cited Article Awards” in 2005, 2006 and 2010, the recipient of “2006 Belgian Society of Pharmaceutical Science Award of Recognition” and and Csaba Horvath Memorial Award of the Hungarian Chemical Society and Connecticut Separation Science Council (USA) (2017).
Prof. B. Chankvetadze is Full Member of the Georgian National Academy of Sciences.
Kapsam ve Amaç
Ankara Üniversitesi Eczacılık Fakültesi Dergisi, açık erişim, hakemli bir dergi olup Türkçe veya İngilizce olarak farmasötik bilimler alanındaki önemli gelişmeleri içeren orijinal araştırmalar, derlemeler ve kısa bildiriler için uluslararası bir yayım ortamıdır. Bilimsel toplantılarda sunulan bildiriler supleman özel sayısı olarak dergide yayımlanabilir. Ayrıca, tüm farmasötik alandaki gelecek ve önceki ulusal ve uluslararası bilimsel toplantılar ile sosyal aktiviteleri içerir.