Kurkumin ve Beta-karotenin İnce Bağırsak Karma Misellerinde Çözünme Mekanizmaları ve Bu Olaya Etki Eden Faktörlerin Moleküler Dinamik Simülasyonlar ile İncelenmesi

Abstract

Beslenme düzenimiz insan sağlığına faydalı olduğu bilinen karotenoidler, kurkuminoidler, çoklu doymamış yağ asitleri ve yağda çözünen vitaminler gibi pek çok biyoaktif bileşeni içeren gıdalardan oluşmaktadır. Bu gıda bileşenlerinden birçoğunun koroner kalp hastalıkları, diyabet, hipertansiyon ve kanser gibi hastalıkların görülme sıklığını düşürme gibi normal besinsel fonksiyonlarının üzerinde sağlığa faydalı etkiler gösterdiği bilinmektedir. Kurkumin ve ß-karoten, kalp rahatsızlıklarının, çeşitli kanser türlerinin ve göz bozukluklarının önlenmesine yardımcı olan önemli lipofilik biyoaktif maddeler arasındadır. Son zamanlarda bu tür lipofilik bileşenlerin ticari fonksiyonel gıda ve içecek ürünlerinde kullanılmasına yönelik ilgi giderek artmaktadır. Ancak, lipofilik yapıları bu moleküllerin bahsi geçen şekilde kullanımlarını sınırlandırmaktadır. Günümüzde pek çok bilimsel çalışma bu tür bileşenlerin biyoyararlılığını arttırmaya yönelik çeşitli kolloidal taşınım sistemlerinin tasarımı üzerine yönelmiştir. Lipofilik biyoaktiflerin emilimlerinin, on iki parmak bağırsağında (duodenum), içerisinde çözündükleri karma miseller yoluyla gerçekleştiği bilinmektedir. Dolayısıyla, kurkumin ve ß-karotenin biyoerişebilirliklerinin, biyoyararlılıklarını belirleyen kilit aşamalardan bir olduğu söylenebilir. Bu projenin amacı, bu kilit aşamaya dair moleküler düzeydeki mekanizmaların açığa çıkarılması, karma misellerde çözünmeyi etkileyen faktörlerin ve oluşan sistemlerin detaylı yapısal özelliklerinin çok-ölçekli moleküler dinamik (MD) simülasyonlar aracılığıyla incelenmesidir. Çalışmada ele alınan etmenler safra lipitleri konsantrasyonu (açlık ve tokluk koşulları), yağ asitlerinin varlığı ve çeşidi, çözünme sırasında ß-karoten ve kurkuminin birbirleriyle olası etkileşimleri olmuştur. Simülasyonlar açık erişim bir yazılım olan GROMACS simülasyon paketi ile gerçekleştirilmiştir. İnce bağırsak sıvı ortamı için oluşturulan model sistemde safra tuzu olarak kolat; fosfolipit olarak POPC (1-palmitoyl-2-oleoyl-sn-glycero-3-phosphocholine) kullanılmıştır. Yağ asitlerinin kuyruk uzunluğu ve doygunluk derecesinin sürece etkilerinin araştırılması amacıyla, çalışmada laurik asit, stearik asit ve linoleik asit kullanılmıştır. Projede elde edilen sonuçlar, açlık ve tokluk koşullarındaki karma miseller arasındaki yapısal farklılıkları, ß-karoten ve kurkuminin bu misellerde çözünmesinde yağ asidi faktörünün etkilerini ve bu lipofilik bileşenler arasındaki etkileşimin misel boyutuna bağlı olarak gerçekleşebileceğini ortaya koymuştur. Çalışmada edinilen bulguların kurkumin ve ß-karoten içeren etkili kolloidal taşınım sistemlerinin tasarımı çalışmalarına katkısı olacaktır.