Brasilialainen Nostoc sp. CENA543 –syanobakteeri ja sen tuottamat bioaktiiviset aineet

Syanobakteereita eli sinileviä kasvaa runsaasti kaikkialla maapallolla erilaisissa ympäristöis-sä maalla, vedessä ja symbiooseissa muiden organismien kanssa. Syanobakteerit ovat maailman historian ensimmäisiä oksygeenisiä fotosynteettisiä organismeja ja monet pystyvät myös sitomaan ilmakehän typpeä, jonka vuoksi ne ovat tärkeitä alkutuottajia monissa ekosysteemeissä. Parhaiten syanobakteerit tunnetaan arkipuheessa kuitenkin niiden myrkyl-lisyyden takia. Syanobakteerit tuottavat lukemattomia bioaktiivisia aineita, joista monet ovat muille organismeille myrkyllisiä. Näiden aineiden joukosta on löydetty myös mahdollisuus uusien lääkeaineiden kehittämiseen. Suuri osa näistä bioaktiivisista aineista tuotetaan ei-ribosomaalisen peptidisynteesin ja polyketidisynteesin kautta. Nostoc sp. CENA543 on Brasilian Pantanal-kosteikolta eristetty syanobakteeri, jonka huomattiin tuottavan maksamyrkyllistä nodulariinia, bioaktiivisia anabaenopeptiinejä ja aikai-semmin tuntematonta peptidiä. Tässä työssä selvitettiin tuon aikaisemmin tuntemattoman peptidin kemiallinen rakenne, tuotantomäärä, sen tuotantoon käytettyjen geenirykelmien toiminta ja trypsiini entsyymiaktiivisuuden inhibitiovoimakkuus. Lisäksi tutkittiin nodulariinin määrä sekä nodulariinin ja anabaenopeptiinin tuotantoon käytettujä biosynteesigeenejä. Eräänä tutkimuskohteena oli myös optimaalisten kasvatusolosuhteiden tutkiminen. Uuden yhdisteen kemiallisen rakenteen selvittämisessä käytettyjä keskeisimpiä mene-telmiä olivat nestekromatografia ja massaspektrometria. Uuden yhdisteen, nodulariinin ja anabaenopeptiinien biosynteesigeenien tutkimisessa käytettiin DNA:n eristystekniikoita ja bioinformatiikan menetelmiä, esimerkiksi AntiSMASH, BLAST, Artemis ja BioEdit -ohjelmia. Kasvatusolosuhteita tutkittiin erilaisilla kasvatusalustoilla. Yhdisteiden bioaktiivisuutta tutkittiin kiekkodiffuusiotesteillä ja trypsiini-inhibitiota Kawabatan entsyymiaktiivisuusmetodilla. Työn tuloksena todettiin Nostoc sp. CENA543-kannan tuottavan nodulariinia selvästi myrkyllisinä määrinä. Uuden, spumigiineja läheisesti muistuttavan peptidiryhmän nimeksi annettiin pseudospumigiinit. Pseudospumigiineja löydettiin kuusi eri varianttia, joista selvästi suurin tuotto oli Pseusospumigiini A:lla, jonka rakenne on Hpla-D-Hty-L-Ile-Argininaali ja massa 612,4 Da. Nodulariinin ja anabaenopeptiinien biosynteesigeenit vastasivat rakenteil-taan Nodularia spumigena CCY9414 vastaavia geenejä. Pseudospumigiinin biosynteesigee-nit muistuttivat huomattavasti Nodularia spumigena CCY9414 – kannan spumigiinin biosyn-teesigeenejä. Adenylaatiodeomeenin substraattispesifisyyden muutos ja kolmen ja kolmen muun geenin deleetio selittäisi pseudospumigiinin ja spumigiinin eron.

Grantor dc:publisher

Helsingin yliopisto

Year dc:date.issued

2017

Author dc:creator

• Heinilä, Lassi Matti Petteri

Contributors dc:contributor

• Helsingin yliopisto, Maatalous-metsätieteellinen tiedekunta, Elintarvike- ja ympäristötieteiden laitos
• University of Helsinki, Faculty of Agriculture and Forestry, Department of Food and Environmental Sciences
• Helsingfors universitet, Agrikultur- och forstvetenskapliga fakulteten, Institutionen för livsmedels- och miljövetenskaper

• Nostoc
• NRPS
• PKS
• Anabaenopeptiini
• nodulariini
• pseudospumigiini
• syanobakteerit

Language dc:language.iso

fin

Identifier URI

URN:NBN:fi:hulib-201712195967

OAI identifier oai:identifier

oai:helda.helsinki.fi:10138/229818