Hevosen ruuansulatuskanava on hyvin uniikki. Hevosen maha on pieni verrattuna muihin saman kokoisiin nisäkkäisiin ja vapaasti laiduntava hevonen käyttääkin lähes puolet vuorokaudestaan syömiseen. Hevosen ruuansulatuskanava on kehittynyt hyödyntämään kuitupitoisen ja matalaenergisen ruuan ravintoaineet, joten paljon fermentoituvia hiilihydraatteja sisältävä ruokavalio voi muuttaa mahan olosuhteita ja bakteerikantaa joskus niinkin rajusti, että eläin sairastuu. (Perkins et al. 2012) Mahahaavat ovat hevosten yleisimpiä sairauksia ja niistä kärsii lähteestä riippuen 53–93 % täysikasvuisista kesyhevosista (Begg & O’Sullivan 2003, Perkins et al. 2012). Mahahaavaan liittyy usein ähkyjä, painon laskua ja suorituskyvyn heikkenemistä, mutta monet kilpahevoset sairastavat sitä täysin oireettomana (Perkins et al. 2012). Suurin osa aikuisten hevosten mahahaavoista esiintyy mahan limakalvon pintakerroksessa ruokatorvessa, mahalaukussa, mahanportissa tai pohju-kaissuolessa (Dong et al. 2016, Perkins et al. 2012). Mahan happopitoisuuden nousu ja hapolta suojaavan limakalvon heikkeneminen edistävät usein mahahaavan syntyä. Mahan happopitoisuutta ja siten pH:ta voivat nostaa esimerkiksi kasvanut suolahapon eritys sekä VFA:t, joita syntyy käymisreaktioissa bakteerien hajottaessa väkirehua. (Perkins et al. 2012) Kasvinsyöjillä ruuansulatuskanavan mutualistinen mikrobikanta osallistuu suurelta osin ravintoaineiden muuttamiseen käytettävään muotoon, jolloin kannalla on myös suuri merkitys eläimen terveyden, kasvun ja selviytymisen kannalta. Tyypillisesti kasvinsyöjän ruuansulatuskanavan mikrobikanta koostuu bakteereista, arkeista, alkueläimistä ja fungeista (St-Pierre et al. 2012). Suurinta osaa hevosen mahasta hallitsevat vain tiettyihin lajeihin kuuluvat bakteerit. 92,7 % mahan bakteerikannasta koostuu Firmicutes-, Proteobacteria-, Bacteroidetes- ja Actinobacteria-pääjaksoista (Dong et al. 2016). Terveen hevosen mahan limakalvojen mikrobiomista tiedetään hyvin vähän, eikä mikrobiomin vaikutusta mahan sairauksiin ole kattavasti tutkittu. Helicobacter-lajit ovat riskitekijöitä esimerkiksi ihmisen mahahaavan synnyssä (Shio-tani & Graham 2002). Hevosen mahasta tätä bakteeria ei kuitenkaan monissa tutkimuksissa ole löydetty lainkaan tai löydökset eivät ole korreloineet mahahaavan esiintymisen kanssa (Bezdekova & Futas 2009, Dong et al. 2016, Husted et al. 2010). Muilla mikrobeilla voi sen sijaan olla vaikutusta mahahaavan syntyyn, sillä Randwickin Equine Centerissä vuonna 2003 tehdyssä tutkimuksessa havaittiin mahalaukun limakalvon haavaumien olevan usein vakavampia kuin mahanportin (Begg & O’Sullivan 2003). Tämä on mielenkiintoinen havainto, sillä monet tekijät suojaavat mahalaukun limakalvoa hapolta, ja viittaa siis muiden tekijöiden, esimerkiksi joidenkin mahalaukun bakteerien olevan riskitekijöitä mahahaavan synnyssä.

abstract: The metalloenzyme quercetin 2,3-dioxygenase (QueD) catalyzes the oxidative decomposition of the aromatic compound, quercetin. The most recently characterized example is a product of the bacterium Bacillus subtilis (BsQueD); all previous examples were fungal enzymes from the genus Aspergillus (AQueD). AQueD contains a single atom of Cu(II) per monomer. However, BsQueD, over expressed in Escherichia coli, contains Mn(II) and has two metal-binding sites, and therefore two possible active sites per monomer. To understand the contribution of each site to BsQueD's activity, the N-terminal and C-terminal metal-binding sites have been mutated individually in an effort to disrupt metal binding. In wild type BsQueD, each Mn(II) is ligated by three histidines (His) and one glutamate (Glu). All efforts to mutate His residues to non-ligating residues resulted in insoluble protein or completely inactive enzyme. A soluble mutant was expressed that replaced the Glu residue with a fourth His at the N-terminal domain. This mutant (E69H) has a specific activity of 0.00572 &mumol;/min/mg, which is nearly 3000-fold lower than the rate of wild type BsQueD (15.9 &mumol;/min/mg). Further analysis of E69H by inductively couple plasma mass spectrometry revealed that this mutant contains only 0.062 mol of Mn(II) per mol of enzyme. This is evidence that disabling metal-ligation at one domain influences metal-incorporation at the other. During the course of the mutagenic study, a second, faster purification method was developed. A hexahistidine tag and an enterokinase cleavage site were fused to the N-terminus of BsQueD (6xHis-BsQueD). Active enzyme was successfully expressed and purified with a nickel column in 3 hours. This is much faster than the previous multi-column purification, which took two full days to complete. However, the concentration of soluble, purified enzyme (1.8 mg/mL) was much lower than concentrations achieved with the traditional method (30 mg/mL). While the concentration of 6xHis-BsQueD is sufficient for some analyses, there are several characterization techniques that must be conducted at higher concentrations. Therefore, it will be advantageous to continue using both purification methods in the future. / Dissertation/Thesis / Ph.D. Biochemistry 2010

abstract: The linear chromosomes ends in eukaryotes are protected by telomeres, a nucleoprotein structure that contains telomeric DNA with repetitive sequence and associated proteins. Telomerase is an RNA-dependent DNA polymerase that adds telomeric DNA repeats to the 3'-ends of chromosomes to offset the loss of terminal DNA repeats during DNA replication. It consists of two core components: a telomerase reverse transcriptase (TERT) and a telomerase RNA (TR). Telomerase uses a short sequence in its integral RNA component as template to add multiple DNA repeats in a processive manner. However, it remains unclear how the telomerase utilizes the short RNA template accurately and efficiently during DNA repeat synthesis. As previously reported human telomerase nucleotide synthesis arrests upon reaching the end of its RNA template by a unique template-embedded pause signal. In this study, I demonstrate pause signal remains active following template regeneration and inhibits the intrinsic processivity and rate of telomerase repeat addition. Furthermore, I have found that the human telomerase catalytic cycle comprises a crucial and slow incorporation of the first nucleotide after template translocation. This slow nucleotide incorporation step drastically limits repeat addition processivity and rate, which is alleviated with elevated concentrations of dGTP. Additionally, molecular mechanism of the disease mutants on telomerase specific motif T, K570N, have been explored. Finally, I studied how telomerase selective inhibitor BIBR 1532 reduce telomerase repeat addition processivity by function assay. Together, these results shed new light on telomerase catalytic cycle and the importance of telomerase for biomedicine. / Dissertation/Thesis / Doctoral Dissertation Biochemistry 2018

Diphtheria toxin-like human ADP-ribosyltransferase 3 (ARTD3) is a poorly characterized member of the ARTD superfamily of enzymes. ARTDs are enzymes that catalyze ADP-ribosylation, a reversible post-translational modification whereby growing chains of ADP-ribose is attached onto target proteins. ARTDs are involved in a wide variety of roles within the cell, including DNA damage repair and maintenance of genomic stability. ARTD3 is activated by damaged DNA and believed to play a role in double-strand break repair (DSBR) in the non-homologous end-joining (NHEJ) pathway, and has been implicated as a drug target in the treatment of cancer. In this study, an activity assay previously reported for other ARTDs was adopted for ARTD3 in order to screen the enzyme with two compound libraries consisting of 918 compounds in order to discover new potential chemical probes for the protein. The assay was validated through statistical criteria and its performance tested in a preliminary screen with 32 known ARTD inhibitors and their analogs. From all the compounds screened, 12 were ordered and 8 verified as hits in a counter-screen at 10 µM compound concentration. These 8 compounds were then further characterized with thermofluor to determine their ability to bind ARTD3 catalytic domain, fluorescence polarization (FP) to determine their effects on ARTD3’s binding affinity with DNA and the compounds had their IC50 values were measured. 6 compounds that exhibited interesting results in these experiments were classified according to their proposed mechanism of inhibition or compound class. These compounds consisted of two DNA chelating topoisomerase inhibitors, one insecticide, one heavy-metal containing polycyclic hydrocarbon (PHC) and two unclassified tumor suppressors. None of the compounds stabilized full-length ARTD3 or the catalytic fragment, but the DNA chelating agents lowered the binding affinity of ARTD3 to DNA. While no traditional ARTD inhibitor with potential for use as a chemical probe was discovered, the effects of DNA chelating agents on ARTD3’s binding affinity with DNA could be further investigated via binding affinity studies such as isothermal titration calorimetry (ITC). One of the unclassified tumor suppressors with decent potency (IC50: 2.7 µM) could also be tested against other ARTDs and if it was found to be selective against ARTD3, its binding to ARTD3 could be determined with co-crystallization and x-ray crystallography.

Mustikka (Vaccinium myrtillus L.) on Vaccinium-sukuun kuuluva kasvi, joka kasvaa Euroopan, Aasian ja Pohjois-Amerikan pohjoisosissa. Vaccinium-sukuun kuuluu mustikan lisäksi muun muassa karpalo ja kanadanmustikka. Mustikka sisältää paljon terveydelle hyödyllisiä hivenaineita, vitamiineja ja antioksidantteja, minkä vuoksi sitä voidaan pitää funktionaalisena elintarvikkeena. Iso osa mustikan terveyshyödyistä on liitetty fenoleihin kuuluviin antosyaaneihin, joilla on antioksidanttisten vaikutusten lisäksi muunlaisiakin vaikutusmekanismeja, kuten solusignalointiin, geeniekspressioon, DNA:n korjausmekanismeihin ja soluadheesioon liittyviä toimintoja. Antosyaaneilla on osoitettu olevan mm. soluja suojaavia, antimikrobisia, syöpää estäviä, hermostoa suojaavia sekä lihavuutta ehkäiseviä vaikutuksia. Tämän tutkielman tarkoituksena on koota yhteen tämänhetkistä tietämystä antosyaanin rakenteesta, toimintamekanismeista sekä terveysvaikutuksista.

Endokannabinoidijärjestelmä säätelee monia kehon fysiologisia vasteita, kuten syömistä ja energia-aineenvaihduntaa, uni-valverytmiä sekä kipua. Vaikka kannabinoideja on käytetty kivunlievitykseen tuhansia vuosia, niiden todellinen farmakologinen potentiaali on vielä kartoittamatta. Tässä tutkielmassa tarkastellaan endokannabinoidijärjestelmän toimintaa ja kuinka kannabinoidireseptorien aktivoiminen lievittää kipua.

No description available.

Alfa-mannosidaasit ovat ryhmä entsyymejä jotka osallistuvat glykoproteiinien rakennukseen ja kierrätykseen leikkaamalla mannosidaasien välisiä alfa-sidoksia hydrolyysillä. Alfa-mannosidoosi on sairaus joka johtuu lysosomaalisen alfa-mannosidaasin mutaatioista. Sairauden vakavuus riippuu mutaation tyypistä ja sijainnista. Jos entsyymin toiminta on vain vähän hidastunut, oireet voivat olla lievät ja helposti hallittavissa, kun taas vakava mutaatio voi johtaa aikaiseen kuolemaan. Oireisiin kuuluvat kehitysvammaisuus, kuulo- ja luusto-ongelmat ja immuunikato. Oireet johtuvat kertyvien sokeriketjujen laajentamista lysosomeista, jotka vievät tilaa muilta soluelimiltä ja vaikeuttavat solun toimintaa. Parannusta sairauteen ei ole, mutta sitä voidaan helpottaa joko oirekohtaisilla hoidoilla tai entsyymikorvaushoidolla.

Makuaistin tehtävä on antaa informaatiota ravinnon laadusta jo ennen se nauttimista, ja auttaa välttämään mahdollisesti haitallisia tai myrkyllisiä aineita. Viidestä perusmausta makea on yksi tärkeimmistä ravinnon valintaan vaikuttavista tekijöistä. Yleisen käsityksen mukaan mieltymys makeaan on kehittynyt alun perin tunnistamaan runsasenergisiä ja ravinteikkaita ruoka-aineita, jonka vuoksi makean aistimista pidetään yleisesti ottaen miellyttävänä kokemuksena eläimillä ja ihmisillä. Koska yhä useampien makeutusaineiden käyttö on liitetty sairauksiin kuten diabetekseen, on nykyään tunnetuille pienimolekyylisille makeutusaineille kehiteltävä muita vaihtoehtoja. Jo 70-luvulla löydetyistä kasviperäisistä makeista proteiineista voisi olla seuraavaksi suureksi trendiksi elintarviketeollisuudessa, ihmisten suosiessa yhä luonnollisempia elintarvikkeita. Tässä tutkielmassa käyn lävitse yleisesti makeareseptorin rakenteen ja toiminnan, esittelen tähän mennessä löydetyt makeat proteiinit ja mitä niiden toimintamekanismista makeareseptorissa tiedetään. Lopuksi kerron vielä, miten luonnossa esiintyviä makeita proteiineja on kehitelty paremmin elintarviketeollisuuden käyttöön soveltuviksi, jotta niitä voitaisiin käyttää makeutusaineena tulevaisuudessa.

Tässä tutkielmassa tarkastellaan bakteriofagien käyttöä bakteeri-infektioiden hoidossa, erityisesti faagiterapian muodossa. Bakteriofagien kyky tappaa myös antibioottiresistenttejä bakteereita tekee faagiterapiasta hyvin merkittävän vaihtoehdon bakteeri-infektioiden hoitomenetelmänä. Bakteriofageilla voidaan sekä täydentää että korvata antibioottien käyttöä monissa erilaisissa tilanteissa.