Kasvitanniinit estävät tehokkaasti bakteerikantojen kasvua (Väitös: FM Valtteri Virtanen, 29.9.2023, kemia)
Väitöskirjatutkija tutki esimerkiksi kasvien lehdistä, hedelmistä ja marjoista löytyviä yhdisteitä, joilla on virusten ja bakteerien kasvua hillitseviä ominaisuuksia. Tutkimuksessa tarkasteltiin kasvitanniinien vaikutusta esimerkiksi E. coli ja S. aureus -bakteerikantoihin, ja havaittiin että etenkin mesiangervon ja vadelman tanniinit estivät tehokkaasti bakteerien kasvua.
Hydrolysoituvat tanniinit ovat kasvikunnasta löytyvä yhdisteryhmä, joiden yksi tunnetuimmista ominaisuuksista on niiden kyky sitoutua proteiineihin ja tätä ominaisuutta on historiallisesti hyödynnetty esimerkiksi nahan parkitsemiseen, mistä niiden englannin kielinen termi ”tannins” on myös peräisin.
– Näiden yhdisteiden on lisäksi havaittu olevan suhteellisen tehokkaita antimikrobiaaleja eli ne kykenevät estämään mikrobien kuten bakteerien tai virusten kasvua. Näitä tanniineita esiintyy paljon esimerkiksi puissa, kuten tammessa ja vaahterassa, sekä marjoissa, kuten vadelmassa, mansikassa ja tyrnissä. Näissä kasveissa esiintyvillä yhdisteillä tiedetään olevan useita ravitsemuksellisesti ja farmakologisesti hyödyllisiä ominaisuuksia, joita on myös historiallisesti hyödynnetty paljon. Yhdisteiden kemiallisen aktiivisuuden mekanismeja tai kaikkein tehokkaimpia rakenteita ei kuitenkaan olla tarkasti tunnettu, väitöskirjatutkija Valtteri Virtanen kertoo.
Väitöstutkimuksessaan Virtanen tarkasteli hydrolysoituvien tanniinien kykyä sitoutua ja vuorovaikuttaa lipidikalvojen kanssa. Lipidit, eli rasvat, ja niiden muodostamat kalvorakenteet ovat tärkeässä roolissa erilaisissa biologisissa vuorovaikutuksissa. Esimerkiksi bakteerien kasvun estämisen kannalta on tärkeää tietää miten potentiaaliset yhdisteet vuorovaikuttavat bakteerien lipidikalvojen kanssa.
– Tutkimukseni paljasti, että hydrolysoituvien tanniinien rakenteella on suuri merkitys niiden kykyyn vuorovaikuttaa lipidikalvojen kanssa. Erityisesti tanniinit, jotka olivat erityisen heikosti vesiliukoisia, kykenivät vuorovaikuttamaan ja tunkeutumaan näihin lipidikalvoihin. Sen sijaan esimerkiksi suurikokoiset tanniinit eivät kyenneet tunkeutumaan syvälle lipidikalvoihin.
Näiden lipidivuorovaikutustulosten perusteella tutkimuksessa selvitettiin seuraavaksi miten erirakenteiset hydrolysoituvat tanniinit vaikuttavat E. coli ja S. aureus -bakteerikantojen kasvuun sekä vaikuttavatko ne näiden bakteerien kasvun aikana tuottamien metaboliittien, eli bakteerien aineenvaihdunnan tuottamien aineiden kirjoon ja määrään. Samojen hydrolysoituvien tanniinien, jotka vuorovaikuttivat vahvasti lipidikalvojen kanssa, havaittiin estävän näiden bakteerien kasvua tehokkaasti ja lisäksi muuttavan niiden tuottamien aineenvaihdunta-aineiden kokonaisuutta.
– Erityisen tehokkaiksi bakteerin kasvun estäjiksi osoittautuivat tanniinit, joita luonnostaan löytyy runsaasti esimerkiksi vadelmasta ja mesiangervosta. Väitöskirjani tulokset laajensivat tietämystä hydrolysoituvien tanniinien vuorovaikutuksista lipidikalvojen kanssa ja tämän kautta luovat pohjaa mahdollisille käytännön sovellutuksille antimikrobiaalisina yhdisteinä. Saavutetut tulokset esimerkiksi tukevat jo osoitettua mahdollisuutta hyödyntää hydrolysoituvia tanniineja S. aureus -infektioiden estämiseksi haavoissa, Virtanen sanoo.
***
FM Valtteri Virtanen esittää väitöskirjansa ”Hydrophobicity and lipid interactions of hydrolysable tannins” julkisesti tarkastettavaksi Turun yliopistossa perjantaina 29.9.2023 klo 12.00 (Turun yliopisto, Natura, luentosali X, Turku).
Yleisön on mahdollista osallistua väitökseen myös etäyhteyden kautta
Vastaväittäjänä toimii tohtori Ana Reis (Porton yliopisto, Portugali) ja kustoksena dosentti Maarit Karonen (Turun yliopisto). Tilaisuus on englanninkielinen. Väitöksen alana on kemia.
