Olemme tutkimuksessamme kiinnostuneita rakeisen tärkkelyksen rakenteesta sekä tärkkelyksen eri molekylaaristen komponenttien, kuten erityisesti amylopektiinin, hienorakenteesta. Tutkimme myös muokattujen tärkkelysten substituutioryhmitystä. Käytämme tutkimuksessamme entsymaattisia menetelmiä sekä kromatografisia tekniikoita.
Meneillään on kaksi pääprojektia: toinen käsittelee polysiaalihapon roolia hermosolujen vuorovaikutusmekanismeissa ja toinen hiilihydraattien toimimista ligandeina, joihin bakteerit (Streptococcus pyogenes, Streptococcus suis) kiinnittyvät.
Kiraaliset, sokerijohdannaisista valmistetut, katalyytti-ligandit mahdollistavat uusia keinoja toteuttaa katalyyttista asymmetrista syntetiikkaa. Usein katalyytti-ligandin resoluutiota ei myöskään tarvitse tehdä valmistusprosessin jälkeen. Ryhmäni tavoitteena on edelleen kehittää ja parantaa sokerijohdannaisten ominaisuuksia ja käyttää näitä katalyyttisissä orgaanisissa reaktioissa.
Tärkein kiinnostuksen kohteemme on leukosyyttien adheesio. Tutkimme siihen liittyviä proteiineja, signaalien välitystä ja hiilihydraattien tehtävää tapahtumaketjussa. Uusia analyyttisia työkaluja on myös kehitettävä solun pinnalla olevien hiilihydraattien tutkimiseen. Käytämme tutkimuksessa pääasiassa humaanisoluja.
Tutkimuksessa kasvatetaan elintarvikkeissa käytettäviä maitohappo-, propioni- ja bifidobakteereja ja seulotaan, tuottavatko ne ekstrasellulaarisia polysakkarideja (eksopolysakkarideja, EPS). EPSit eristetään ja puhdistetaan sekä selvitetään niiden primaarit molekyylirakenteet NMR-spektroskooppisesti (Arrhenius laboratorio, Tukholman yliopisto). Lisäksi tutkitaan EPSien reologisia ominaisuuksia.
Glykotutkimuksemme on painottunut glykokonjugaattien ja polysakkaridien (mm. polysialohappo, hyaluronaatti) rakenteelliseen ja immunokemialliseen analytiikkaan. Lisäksi teemme proteomiikkaa, massaspektrometriaa sekä biomolekyylien rakenne- ja interaktiotutkimuksia NMR:llä
Solukalvoproteiinien glykosylaatio.
Ryhmä tutkii syklodekstriinien käyttöä lääkeainemolekyylien farmaseuttisten ja biofarmaseuttisten ominaisuuksien parantamiseksi sekä uusien lääkevalmisteiden ja vaihtoehtoisten lääkkeen antoreittien kehittämiseksi. Tutkimuksen tavoitteena on myös parantaa lääkeaineiden annostelua elimistöön kehittämällä uusia kitosaanijohdannaisia (biopolysakkaridi).
Glykosylaatiopoikkeamat ihmisen syöpäsairauksissa.
Glykosylaation muutokset Alzheimer-taudin eri malleissa. Analysoimme Alzheimer-potilaiden aivokudosta, Alzheimer-taudin siirtogeenisiä malleja sekä viljeltyjä hermosoluja, jotka on käsitelty beta-amyloidilla. Tämä 40-42:stä aminohappopeptidistä koostuva proteiini on Alzheimerin taudin syntyyn liittyvä tekijä.
Oligo- ja polysakkaridien hydrolyysi, synteesi, sitoutuminen ja tunnistusmekanismit; homeperäisten hydrolaasien ja vasta-aineiden rakenne-toimintatutkimus, polysakkarideja hajottavien entsyymien suunnattu evoluutio.
Bakteerien (E. coli, Salmonella, Yersinia) glykokonjugaatteihin suuntautuvan adheesion patogeeninen merkitys ja reseptorivälitteisten molekyylien tunnistaminen. Suoliston normaaliflooran maitohappobakteerien adheesio kudoksiin. Enterobakteerien adheesiomolekyylien rakenne ja toiminta.
Luonnollisten ja luonnottomien amino- ja atsosokereiden enantioselektiiviset synteesit.
Käynnissä ja suunnitteilla olevaa synteettisen ja analyyttisen
hiilihydraatti- ja bio-organometallikemian tutkimusta.
Mattias Roslund, väitöskirjatyöntekijä: glykolipidit, glykokonjugaatit, synteettinen kemia ja NMR spektroskopia
Jonas Forsman, gradutyöntekijä: hiilihydraatti- ja bio-organometallien kemia
Glykoklustereiden valmistus, glykopeptidien ja glykokonjugaattien valmistus, glykosidien mekanistiset tutkimukset.
NMR- ja molekyylimallinnuksen käyttö proteiinien ja oligosakkaridien välisen vuorovaikutuksen tutkimuksessa, oligo- ja polysakkaridirakenteiden tutkimuksessa sekä oligo- ja polysakkarideja säätelevien entsyymien tutkimuksessa.
Teknologian kehittäminen nisäkkäiden glykosyylitransferaasien tuottamiseen hiivasoluissa.
Tutkimuksen tavoitteena on selvittää lysiinin hydroksyloinnin (hydroksilysiinin) ja siihen liittyvien sokereiden (galaktoosihydroksilysiinin ja glukosyyligalaktosyylihydroksilysiinin) merkitystä proteiineissa in vivo. Parhaillaan olemme kehittelemässä eläinmalleja, joissa reaktioita katalysoivien entsyymien (lysiinihydroksylaasi, glykosyylitransferaasi) aktiivisuutta muokataan.
Glykos toimii ja tarjoaa palveluita seuraavilla alueilla:
Glykobiologia
Rakenteellinen ja funktionaalinen glykomiikka
Sokerehin liittyvä entsymologia
Hiilihydraattikemia
Tutkimuksessa keskitytään lähinnä heparaanisulfaattiproteoglykaaneihin, jotka ovat tärkeitä aivojen kehittymiselle ja plastisuudelle.
Glykoproteiinien rooli tulehduksessa systeemibiologian kannalta
Polysakkaridien hajottajaentsyymien (ksyloosi-isomeraasi) rakennetutkimuksia.
Humaaniplasman ja verisolujen glykoproteiinit.
Heparaanisulfaatti, heparaanisulfaattien proteoglykaanit, hepariinin kaltaiset polysakkaridit ja niiden merkitys kasvutekijän välittäjänä ja syövän kehittymisessä.
Sokerirakenteet valkuaisainetoimintojen säätelijänä. Glykodeliinin sokerirakenne-erot (glykosylaatioerot) kohdussa ja munasarjoissa säätelevät glykodeliinin siittiöihin kohdistuvaa estovaikutusta niiden kiinnittyessä munasoluun hedelmöityksen alkaessa.
Bakteerien (genus yersinia) lipopolysakkaridien genetiikka, biosynteesi ja rakenne.
Tutkimuksen kohteena on hyaluronaanin toiminta ja hyaluronaanin synteesin säätely epiteelisoluissa ja kudoksissa, erityisesti nisäkkäiden ihon pintakerroksessa eli epidermiksessä. Tutkimuksen lähtökohtana on ajatus, että hyaluronaania tarvitaan epidermiksen solujen kerrostumisessa, ja että synteesin nopeus säätelee epidermiksen paksuutta, solujen erilaistumista ja haavan paranemista. Tutkimusmallina ovat ihmisen (HaCaT) ja rotan (REK) keratinosyyttisolulinjat, joita kasvatetaan soluviljelmissä. REK-soluista voidaan muodostaa lisäksi myös monikerroksinen, normaalisti erilaistuva epidermiskudos. Lisäksi tutkimuksessa käytetään ihmisihon eliviljelmää ja hiiren ihoa sekä in vivo että in vitro. Tällä hetkellä tutkitaan erityisesti hyaluronaanin CD44-reseptorin suhteen negatiivista hiirikantaa ja siitä saatavia soluja.
Ryhmä on osoittanut, että useiden pahanlaatuisten kasvainten soluja ympäröi runsaasti hyaluronaania sisältävä vaippa ja että tämän hyaluronaanin määrä on itsenäinen epäsuotuisa ennustetekijä esimerkiksi paksusuolen syövän, rintasyövän ja munasarjasyövän leviämisessä ja potilaan eloonjäämisessä. Työ hyaluronaanin vaikutusmekanismien selvittämiseksi syövän etenemisessä on meneillään.
Hemiselluloosat ovat kasvien toiseksi yleisin polysakkaridi selluloosan jälkeen. Tutkimuksemme keskittyy ravintokuituihin ja muihin kasvien hemiselluloosa sovellutuksiin. Tutkimus keskittyy erityisesti hemiselluloosan kemialliseen analyysiin ja sen käyttäytymiseen erilaisissa ympäristöissä. Lisäksi tutkimme hemiselluloosan uusia tehokkaampia käyttömahdollisuuksia eri teollisuusaloilla. Käytämme entsyymejä hemiselluloosan rakenneanalyyseissä sekä hemiselluloosan kohdennetussa muokkauksessa sen rakenne/toiminta tutkimuksissa. Tutkimme myös tiettyjen oligosakkaridien tuotantomahdollisuuksia hemiselluloosan entsymaattisella hydrolyysillä.
Teollisuudessa käytettävien entsyymien proteiinimuokkaus "rational design"-periaatteella. Ksylanaasia, joka pilkkoo ksylaania (hemiselluloosa), käytetään mm. sellun valkaisussa ja rehun ravintoarvon parantamisessa. Tutkimuskohteena vuodesta 1998 lähtien ksylanaasien termostabiilisuuden ja pH:sta riippuvan aktiivisuuden perusteiden selvittäminen ja niihin liittyvien ominaisuuksien muokkaus. Tutkimuksen tuloksena on syntynyt teollisesti hyödynnettävä entsyymivariantti. Ksyloosi-isomeraasia käytetään teollisesti fruktoosin valmistamiseen glukoosista. Tutkimme ksyloosi isomeraasin entsyymireaktioon vaikuttavia rakenteellisia tekijöitä molekyylimallinnuksen ja kohdennetun mutageneesin avulla tavoitteena parantaa ei-luonnollisten substraattien reaktiota ksyloosi isomeraasilla.
Selluloosan ja selluloosajohdannaisten vuorovaikutus. Puun polysakkaridien ja ligniinin yhdistymiseen johtava linkittyminen. Polysakkaridien pelkistävien pääteryhmien aromatisoituminen.