Malliproteenien ristisitominen lakkaasilla, tyronaasilla ja transglutaminaasilla

Pro gradu

Translated title of the contribution: Cross-linking of the model proteins by laccase, tyrosinase, and transglutaminase: Master's thesis

Antti Knaapila

Research output: ThesisMaster's thesisTheses

Abstract

Tutkielman kirjallisuusosassa tarkasteltiin transglutaminaasin esiintymistä, rakenteita, sen katalysoimia reaktioita, aktiivisuuteen vaikuttavia tekijöitä, biologista merkitystä ja käyttö-sovelluksia. Kokeellisen osan tavoitteena oli selvittää lakkaasin ja tyrosinaasin kykyä ristisi-toa valittuja malliproteiineja sekä selvittää transglutaminaasin kykyä ristisitoa vehnän glu-teenin gluteniineja ja gliadiineja. Malliproteiineja käsiteltiin Trametes hirsuta- ja Melanocarpus albomyces -homeiden lak-kaaseilla ja Agaricus bisporus -sienen tyrosinaasilla fenolisten happojen läsnä ollessa ja il-man niitä. Streptoverticillium mobaraense -bakteerin transglutaminaasilla käsiteltiin gliadii-nia ja gluteniinia, jotka eristettiin gluteenista uuttamalla. Reaktiotuotteita analysoitiin nat-riumdodekyylisulfaatti-polyakryyliamidigeelielektroforeesilla (SDS-PAGE) ja geelisuoda-tuskromatografialla (GPC). Fenolisten happojen toimimisesta lakkaasin ja tyrosinaasin substraatteina varmistuttiin hapenkulutuskokein. T. hirsuta -lakkaasin kykyä hapettaa kys-teiiniä kystiiniksi analysoitiin nestekromatografia-massaspektrometrialla (LC-MS). Lakkaasit ja tyrosinaasi eivät saaneet aikaan kauraproteiinien eivätkä kaseiinin ristisitoutu-misesta kertovaa molekyylimassan suurenemista SDS-PAGE:lla tutkittuna. LC-MS -ana-lyysin perusteella T. hirsuta -lakkaasi kuitenkin muodosti disulfidisidoksen kahden vapaan kysteiinimolekyylin välille. Ferula-, kahvi-, vanilliini- tai p-kumariinihapon läsnä ollessa T. hirsuta -lakkaasi aiheutti kauraproteiinien ristisitoutumista. Ferulahapon kanssa sama todet-tiin kaseiinilla ja naudan seerumin albumiinilla (BSA). Ferulahapon kanssa myös tyrosinaa-si aikaansai BSA:n ristisitoutumista, mutta tehottomammin kuin lakkaasi. Transglutaminaa-sin vaikutuksesta gluteniinin sekä pienen että suuren molekyylimassan alayksiköt ristisitou-tuivat mutta gliadiinit eivät juuri ollenkaan. Proteiinien niukkaliukoisuus haittasi entsyymi-reaktioseosten analysointia GPC:llä. Lakkaasit ja tyrosinaasi eivät ristisitoneet tutkittuja malliproteiineja ilman fenolisen hapon läsnäoloa reaktioseoksessa. Sen sijaan fenolisen hapon kanssa malliproteiinien ristisitoutu-mista tapahtui kaikissa tutkituissa tapauksissa. Muodostuneet ristisidokset eivät ole disulfi-disidoksia, mutta niiden tarkkaa rakennetta ei voitu päätellä. Transglutaminaasi ristisitoi gluteniinia tehokkaammin kuin gliadiinia.
Original languageFinnish
QualificationMaster Degree
Awarding Institution
  • University of Helsinki
Place of PublicationHelsinki
Publisher
Publication statusPublished - 2003
MoE publication typeG2 Master's thesis, polytechnic Master's thesis

Fingerprint

Coriolus hirsutus
laccase
protein-glutamine gamma-glutamyltransferase
crosslinking
catechol oxidase
Streptomyces mobaraensis
proteins
Ferula
Agaricus bisporus
Anas

Keywords

  • proteins
  • enzymes
  • cross-linking
  • laccase
  • tyrosinase
  • transglutaminase

Cite this

Knaapila, Antti. / Malliproteenien ristisitominen lakkaasilla, tyronaasilla ja transglutaminaasilla : Pro gradu. Helsinki : University of Helsinki, 2003. 108 p.
@phdthesis{7eed6b87940147f38ab81db661a1bc25,
title = "Malliproteenien ristisitominen lakkaasilla, tyronaasilla ja transglutaminaasilla: Pro gradu",
abstract = "Tutkielman kirjallisuusosassa tarkasteltiin transglutaminaasin esiintymist{\"a}, rakenteita, sen katalysoimia reaktioita, aktiivisuuteen vaikuttavia tekij{\"o}it{\"a}, biologista merkityst{\"a} ja k{\"a}ytt{\"o}-sovelluksia. Kokeellisen osan tavoitteena oli selvitt{\"a}{\"a} lakkaasin ja tyrosinaasin kyky{\"a} ristisi-toa valittuja malliproteiineja sek{\"a} selvitt{\"a}{\"a} transglutaminaasin kyky{\"a} ristisitoa vehn{\"a}n glu-teenin gluteniineja ja gliadiineja. Malliproteiineja k{\"a}siteltiin Trametes hirsuta- ja Melanocarpus albomyces -homeiden lak-kaaseilla ja Agaricus bisporus -sienen tyrosinaasilla fenolisten happojen l{\"a}sn{\"a} ollessa ja il-man niit{\"a}. Streptoverticillium mobaraense -bakteerin transglutaminaasilla k{\"a}siteltiin gliadii-nia ja gluteniinia, jotka eristettiin gluteenista uuttamalla. Reaktiotuotteita analysoitiin nat-riumdodekyylisulfaatti-polyakryyliamidigeelielektroforeesilla (SDS-PAGE) ja geelisuoda-tuskromatografialla (GPC). Fenolisten happojen toimimisesta lakkaasin ja tyrosinaasin substraatteina varmistuttiin hapenkulutuskokein. T. hirsuta -lakkaasin kyky{\"a} hapettaa kys-teiini{\"a} kystiiniksi analysoitiin nestekromatografia-massaspektrometrialla (LC-MS). Lakkaasit ja tyrosinaasi eiv{\"a}t saaneet aikaan kauraproteiinien eiv{\"a}tk{\"a} kaseiinin ristisitoutu-misesta kertovaa molekyylimassan suurenemista SDS-PAGE:lla tutkittuna. LC-MS -ana-lyysin perusteella T. hirsuta -lakkaasi kuitenkin muodosti disulfidisidoksen kahden vapaan kysteiinimolekyylin v{\"a}lille. Ferula-, kahvi-, vanilliini- tai p-kumariinihapon l{\"a}sn{\"a} ollessa T. hirsuta -lakkaasi aiheutti kauraproteiinien ristisitoutumista. Ferulahapon kanssa sama todet-tiin kaseiinilla ja naudan seerumin albumiinilla (BSA). Ferulahapon kanssa my{\"o}s tyrosinaa-si aikaansai BSA:n ristisitoutumista, mutta tehottomammin kuin lakkaasi. Transglutaminaa-sin vaikutuksesta gluteniinin sek{\"a} pienen ett{\"a} suuren molekyylimassan alayksik{\"o}t ristisitou-tuivat mutta gliadiinit eiv{\"a}t juuri ollenkaan. Proteiinien niukkaliukoisuus haittasi entsyymi-reaktioseosten analysointia GPC:ll{\"a}. Lakkaasit ja tyrosinaasi eiv{\"a}t ristisitoneet tutkittuja malliproteiineja ilman fenolisen hapon l{\"a}sn{\"a}oloa reaktioseoksessa. Sen sijaan fenolisen hapon kanssa malliproteiinien ristisitoutu-mista tapahtui kaikissa tutkituissa tapauksissa. Muodostuneet ristisidokset eiv{\"a}t ole disulfi-disidoksia, mutta niiden tarkkaa rakennetta ei voitu p{\"a}{\"a}tell{\"a}. Transglutaminaasi ristisitoi gluteniinia tehokkaammin kuin gliadiinia.",
keywords = "proteins, enzymes, cross-linking, laccase, tyrosinase, transglutaminase",
author = "Antti Knaapila",
note = "CA2: BEL1 CA: BEL OH: pro gradu Helsingin yliopisto, Soveltavan kemian ja mikrobiologian laitos, Mikrobiologian osasto",
year = "2003",
language = "Finnish",
series = "EKT-sarja",
publisher = "University of Helsinki",
address = "Finland",
school = "University of Helsinki",

}

Knaapila, A 2003, 'Malliproteenien ristisitominen lakkaasilla, tyronaasilla ja transglutaminaasilla: Pro gradu', Master Degree, University of Helsinki, Helsinki.

Malliproteenien ristisitominen lakkaasilla, tyronaasilla ja transglutaminaasilla : Pro gradu. / Knaapila, Antti.

Helsinki : University of Helsinki, 2003. 108 p.

Research output: ThesisMaster's thesisTheses

TY - THES

T1 - Malliproteenien ristisitominen lakkaasilla, tyronaasilla ja transglutaminaasilla

T2 - Pro gradu

AU - Knaapila, Antti

N1 - CA2: BEL1 CA: BEL OH: pro gradu Helsingin yliopisto, Soveltavan kemian ja mikrobiologian laitos, Mikrobiologian osasto

PY - 2003

Y1 - 2003

N2 - Tutkielman kirjallisuusosassa tarkasteltiin transglutaminaasin esiintymistä, rakenteita, sen katalysoimia reaktioita, aktiivisuuteen vaikuttavia tekijöitä, biologista merkitystä ja käyttö-sovelluksia. Kokeellisen osan tavoitteena oli selvittää lakkaasin ja tyrosinaasin kykyä ristisi-toa valittuja malliproteiineja sekä selvittää transglutaminaasin kykyä ristisitoa vehnän glu-teenin gluteniineja ja gliadiineja. Malliproteiineja käsiteltiin Trametes hirsuta- ja Melanocarpus albomyces -homeiden lak-kaaseilla ja Agaricus bisporus -sienen tyrosinaasilla fenolisten happojen läsnä ollessa ja il-man niitä. Streptoverticillium mobaraense -bakteerin transglutaminaasilla käsiteltiin gliadii-nia ja gluteniinia, jotka eristettiin gluteenista uuttamalla. Reaktiotuotteita analysoitiin nat-riumdodekyylisulfaatti-polyakryyliamidigeelielektroforeesilla (SDS-PAGE) ja geelisuoda-tuskromatografialla (GPC). Fenolisten happojen toimimisesta lakkaasin ja tyrosinaasin substraatteina varmistuttiin hapenkulutuskokein. T. hirsuta -lakkaasin kykyä hapettaa kys-teiiniä kystiiniksi analysoitiin nestekromatografia-massaspektrometrialla (LC-MS). Lakkaasit ja tyrosinaasi eivät saaneet aikaan kauraproteiinien eivätkä kaseiinin ristisitoutu-misesta kertovaa molekyylimassan suurenemista SDS-PAGE:lla tutkittuna. LC-MS -ana-lyysin perusteella T. hirsuta -lakkaasi kuitenkin muodosti disulfidisidoksen kahden vapaan kysteiinimolekyylin välille. Ferula-, kahvi-, vanilliini- tai p-kumariinihapon läsnä ollessa T. hirsuta -lakkaasi aiheutti kauraproteiinien ristisitoutumista. Ferulahapon kanssa sama todet-tiin kaseiinilla ja naudan seerumin albumiinilla (BSA). Ferulahapon kanssa myös tyrosinaa-si aikaansai BSA:n ristisitoutumista, mutta tehottomammin kuin lakkaasi. Transglutaminaa-sin vaikutuksesta gluteniinin sekä pienen että suuren molekyylimassan alayksiköt ristisitou-tuivat mutta gliadiinit eivät juuri ollenkaan. Proteiinien niukkaliukoisuus haittasi entsyymi-reaktioseosten analysointia GPC:llä. Lakkaasit ja tyrosinaasi eivät ristisitoneet tutkittuja malliproteiineja ilman fenolisen hapon läsnäoloa reaktioseoksessa. Sen sijaan fenolisen hapon kanssa malliproteiinien ristisitoutu-mista tapahtui kaikissa tutkituissa tapauksissa. Muodostuneet ristisidokset eivät ole disulfi-disidoksia, mutta niiden tarkkaa rakennetta ei voitu päätellä. Transglutaminaasi ristisitoi gluteniinia tehokkaammin kuin gliadiinia.

AB - Tutkielman kirjallisuusosassa tarkasteltiin transglutaminaasin esiintymistä, rakenteita, sen katalysoimia reaktioita, aktiivisuuteen vaikuttavia tekijöitä, biologista merkitystä ja käyttö-sovelluksia. Kokeellisen osan tavoitteena oli selvittää lakkaasin ja tyrosinaasin kykyä ristisi-toa valittuja malliproteiineja sekä selvittää transglutaminaasin kykyä ristisitoa vehnän glu-teenin gluteniineja ja gliadiineja. Malliproteiineja käsiteltiin Trametes hirsuta- ja Melanocarpus albomyces -homeiden lak-kaaseilla ja Agaricus bisporus -sienen tyrosinaasilla fenolisten happojen läsnä ollessa ja il-man niitä. Streptoverticillium mobaraense -bakteerin transglutaminaasilla käsiteltiin gliadii-nia ja gluteniinia, jotka eristettiin gluteenista uuttamalla. Reaktiotuotteita analysoitiin nat-riumdodekyylisulfaatti-polyakryyliamidigeelielektroforeesilla (SDS-PAGE) ja geelisuoda-tuskromatografialla (GPC). Fenolisten happojen toimimisesta lakkaasin ja tyrosinaasin substraatteina varmistuttiin hapenkulutuskokein. T. hirsuta -lakkaasin kykyä hapettaa kys-teiiniä kystiiniksi analysoitiin nestekromatografia-massaspektrometrialla (LC-MS). Lakkaasit ja tyrosinaasi eivät saaneet aikaan kauraproteiinien eivätkä kaseiinin ristisitoutu-misesta kertovaa molekyylimassan suurenemista SDS-PAGE:lla tutkittuna. LC-MS -ana-lyysin perusteella T. hirsuta -lakkaasi kuitenkin muodosti disulfidisidoksen kahden vapaan kysteiinimolekyylin välille. Ferula-, kahvi-, vanilliini- tai p-kumariinihapon läsnä ollessa T. hirsuta -lakkaasi aiheutti kauraproteiinien ristisitoutumista. Ferulahapon kanssa sama todet-tiin kaseiinilla ja naudan seerumin albumiinilla (BSA). Ferulahapon kanssa myös tyrosinaa-si aikaansai BSA:n ristisitoutumista, mutta tehottomammin kuin lakkaasi. Transglutaminaa-sin vaikutuksesta gluteniinin sekä pienen että suuren molekyylimassan alayksiköt ristisitou-tuivat mutta gliadiinit eivät juuri ollenkaan. Proteiinien niukkaliukoisuus haittasi entsyymi-reaktioseosten analysointia GPC:llä. Lakkaasit ja tyrosinaasi eivät ristisitoneet tutkittuja malliproteiineja ilman fenolisen hapon läsnäoloa reaktioseoksessa. Sen sijaan fenolisen hapon kanssa malliproteiinien ristisitoutu-mista tapahtui kaikissa tutkituissa tapauksissa. Muodostuneet ristisidokset eivät ole disulfi-disidoksia, mutta niiden tarkkaa rakennetta ei voitu päätellä. Transglutaminaasi ristisitoi gluteniinia tehokkaammin kuin gliadiinia.

KW - proteins

KW - enzymes

KW - cross-linking

KW - laccase

KW - tyrosinase

KW - transglutaminase

M3 - Master's thesis

T3 - EKT-sarja

PB - University of Helsinki

CY - Helsinki

ER -