İmidazolidindioksim platin(II) komplekslerinin antikanser aktivitelerinin hesapsal kimya yöntemleri ile araştırılması

Abstract

Son yıllardaki Dünya Sağlık Örgütü (WHO) sağlık verilerine bakıldığında 2020 yılında kanserden kaynaklanan ölüm sayısı yaklaşık olarak 9.9 milyon olarak tahmin edilmektedir. Bu, dünya genelindeki tüm ölümlerin yaklaşık olarak %17.3'üne denk gelmektedir. Pek çok uzman görüşüne göre gelecekte etkisini ve ölüm oranını daha da arttıracaktır. Cisplatin, kanser tedavisinde sıkça kullanılan platin bazlı bir kemoterapik ajandır. Cisplatin, kanser hücrelerinin büyümesini durdurarak veya öldürerek etki gösterir. Cisplatin, kanser hücrelerinin DNA'sına bağlanarak hücre bölünmesini engeller ve hücre ölümüne neden olur. Ancak, cisplatin aynı zamanda sağlıklı hücrelere de etki edebilir ve bazı yan etkilere neden olabilir. Bu nedenle, cisplatinin daha etkin ve faydalı türevlerini tasarlayıp hastaların güvenle kullanımına sunmak için pek çok bilimsel araştırma yapılmaktadır. Bu çalışma da farklı özellikte yan gruplar içeren imidazolidin dion dioksim bileşiklerinin literatürde bulunmayan yeni türevleri ile platin kompleksleri tasarlanmıştır. Bu türevlerinin platin komplekslerinin DNA'ya bağlanmasının enerji profilleri hesapsal yöntemlerle modellenmiş ve profil üzerindeki yapılar termodinamik ve kinetik açılardan birbirleriyle mukayese edilmiştir. Komplekslerin geometri optimizasyonları ve geçiş durumları için; DFT (Yoğunluk Fonksiyoneli Teorisi) /B3LYP metodu ve 6-31+G(d,p) temel seti kullanılmıştır. Optimize edilen her bir kompleksin etki mekanizması içindeki durumları termal Gibbs enerjileri kullanılarak birbirleri ile ve cisplatin molekülü ile karşılaştırılmıştır. Kıyaslama sonuçlarında cisplatinden daha iyi performans gösteren türevler tasarlandığı teorik olarak ortaya konulmuş ve olası sentez çalışmaları için zemin hazırlamıştır.

According to the World Health Organization (WHO) health data in recent years, the estimated number of deaths due to cancer in 2020 is approximately 9.9 million, which corresponds to approximately 17.3% of all deaths worldwide. This rate is increasing day by day. Cisplatin is a platinum-based chemotherapeutic agent commonly used in cancer treatment. Cisplatin binds to the DNA of cancer cells, preventing cell division and leading to cell death. However, cisplatin can also affect healthy cells and cause certain side effects. Therefore, numerous scientific research studies are being conducted to design more effective and beneficial derivatives of cisplatin for safe use in patients. In this study, platin complexes with newly derived imidazolidine dioxime compounds containing different side groups, which are not found in the literature, have been designed. The energy profiles of the DNA binding of these derivatives to platin complexes have been modeled using computational methods, and the structures on the profile have been compared thermodynamically and kinetically. For the geometry optimization and transition states of the complexes, the DFT (Density Functional Theory)/B3LYP method and the 6-31+G(d,p) basis set have been used. The states within the mechanism of action of each optimized complex have been compared with each other and with the cisplatin molecule using thermal Gibbs energies. The comparative results have theoretically demonstrated the design of derivatives that show better performance than cisplatin, laying the groundwork for possible synthesis studies.