Uusia työkaluja antibioottien kehitykseen (Väitös: FM Pekka Patrikainen, 26.6.2015, biokemia)
Maaperässä elävät bakteerit ovat lupaavimpia uusien antibioottien lähteitä. FM Pekka Patrikainen selvitti väitöstyössään, että muutokset yksittäisissä entsyymeissä mahdollistavat näiden bakteerien kyvyn tuottaa erilaisia lääkinnällisiä yhdisteitä. Tutkimuksessa saadut tulokset tuovat työkaluja uusien antibioottien muokkaukseen ja kehitystyöhön.
Turun yliopiston tiedote 17.6.2015
Koska antibiooteille vastustuskykyiset bakteerikannat lisääntyvät koko ajan, lisääntyy myös uusien antibioottien tarve.
Angusykliinit ovat maaperässä elävien Streptomyces-suvun bakteerien tuottamia erilaisia yhdisteitä. Ne ovat usein sytostaattisia tai antimikrobiaalisia ja siten potentiaalisia lääkemolekyylejä. Patrikainen osoitti väitöskirjatutkimuksessaan mitkä entsyymit ovat mahdollistaneet näiden erilaisten lääkinnällisten yhdisteiden muodostumisen maaperässä elävissä bakteereissa.
– Angusykliinien biosynteesin, eli sen miten bakteerit tuottavat näitä monimutkaisia yhdisteitä, yksityiskohtainen tunteminen parantaa mahdollisuuksia ennestään tuntemattomien yhdisteiden kehittämiseen, Patrikainen kertoo.
Muutokset yksittäisissä entsyymeissä synnyttävät uusia yhdisteitä
Väitöskirjassaan Patrikainen tutki miten eri Streptomyces-bakteereista löytyvät lähes samankaltaiset entsyymit pystyvät tuottamaan erilaisia angusykliineja.
– Puhdistetuilla entsyymeillä tehdyillä kokeilla osoitettiin, että muutokset yksittäisten entsyymien aktiivisuuksissa ovat mahdollistaneet uudenlaisten yhdisteiden syntymisen, sanoo Patrikainen
– Samalla huomasimme myös, että monet angusykliinien biosynteesiin liittyvät entsyymit pystyvät katalysoimaan reaktioita, joita ne eivät tarvitse luonnollisissa biosynteesiteissään, Patrikainen jatkaa.
Nämä tulokset ovat valaisseet entsyymien evoluutiota ja sitä miten uusien yhdisteiden kehittyminen luonnosta löytyvissä bakteerilajeissa voi tapahtua.
Proteiinimuokkauksella uusia työkaluja antibioottien kehitykseen
Tutkimuksessa Patrikainen selvitti tarkemmin myös yhdisteiden eroavaisuuksien takana olevien entsyymien ominaisuuksia. Työvälineinä tutkimuksissa käytettiin rakennebiologiaa ja proteiinimuokkausta.
– Rakenteista saadun tiedon pohjalta muokkasimme entsyymejä niin, että niiden aktiivisuudet muuttuivat alkuperäisistä poikkeaviksi, Patrikainen kertoo.
– Samalla saimme uutta tietoa näiden entsyymien käyttämistä mekanismeista sekä pystyimme osittain selittämään mistä entsyymien epätavalliset piirteet, kuten kyky katalysoida useita erilaisia reaktioita, johtuvat. Tuloksia voitaneen myös hyödyntää uusien antibioottien kehittämisessä, Patrikainen toteaa.
**
Perjantaina 26. kesäkuuta 2015 kello 12 esitetään Turun yliopistossa (Arcanum, Arc1-luentosali, Arcanuminkuja 4, Turku) julkisesti tarkastettavaksi FM Pekka Patrikaisen väitöskirja Structural and Functional Studies of Angucycline Tailoring Enzymes (Angusykliineja muokkaavien entsyymien rakenteellisia ja funktionaalisia tutkimuksia). Virallisena vastaväittäjänä toimii professori Andreas Bechthold Albert-Ludwigs-yliopistosta Saksan Freiburgista ja kustoksena emeritusprofessori Pekka Mäntsälä Turun yliopistosta.
FM Pekka Patrikainen on syntynyt vuonna 1983 ja kirjoittanut ylioppilaaksi 2002 Luostarivuoren lukiosta Turusta. Filosofian maisteriksi Patrikainen valmistui 2010 Turun yliopistosta. Väitös kuuluu biokemian alaan.
Väitöskirjan myynti: Turun yliopiston verkkokauppa UTUshop, https://utushop.utu.fi/c/2-annales-universitatis-turkuensis/