Seawater and wastewater all around the world contain toxins and pollutants, not the least drug residues, including hormoneswhich disturb the ecosystems and antibiotics with growing multi-drug resistance of bacteria as a result. The effects onecosystems and mankind can be severe and with this general fact the need for proper analysis devices increases. This haspromoted further studies to establish devices for detection of analytes with high selectivity and high sensitivity. In this thesis Ipresent a unique device exploiting capture of antigen on antibody conjugated actin filaments and subsequent transportationof the antigen in Baltic Sea water using heavy meromyosin (HMM) motor fragments from muscle myosin. The model-antibody,anti-rIgG, used in the study, was covalently attached to the actin filaments, capturing a model-analyte, rIgG that was dissolvedin the Sea water. Furthermore, the effect of Baltic Sea water on HMM propelled actin filament transportation in the in vitromotility assay was studied. An effect was observed with Baltic Sea water, supplemented with standard adenosine 5’-triphosphate (ATP) and oxygen scavenger systems, reducing the sliding velocity by approximately 80%. However the effect wasreversible which is of great advantage in relation to the development of a future biosensor device incorporating actomyosindriven transports. Additionally, evidence was found that the substance A slightly enhanced the function of the proteins whenstored on a motility assay surface at 4-8 °C for up to ten days, of value for practical applications of a potential biosensordevice. The results demonstrate the potential that antigen from sea water could be captured and transported by actomyosinto certain detector areas and eventually become concentrated which would increase the sensitivity of the device.

SammanfattningSyftet med denna studie var att jämföra NADH-kopplade mätsystem och in vitro motilitets-analys (IVMA) för att bestämma aktiviteten hos isolerat myosin. Från NADH-kopplade analysmätningar bestämdes tre parameter: den maximala hastigheten med vilken myosin hydrolyserar ATP i frånvaro av F-aktin (V0), den maximala ATPas-hastigheten för myosin i närvaro av mättande aktin (kcat) och den koncentration av aktin som behövs för att nå halv maximal aktivering av myosin ATPas-aktivitet (KATPas). Från in vitro-motilitets-analys (IVMA) bestämdes två parametrar: fraktion av rörliga filament (FMF) och totala antalet rörliga filament (TMF). Från detta kunde vi uppskatta den fraktion av aktiva huvuden i myosinpreparationer som behövs för en lyckad IVMA.Myosin är ett protein som tillsammans med aktin är ansvarigt för muskelkontraktionen. I denna studie används två myosin preparationer (HMM-fragment) som vi betecknade ”bra HMM” och ”dåligt HMM” på grund av deras kvalitet för aktin motilitet. Först mättes ATPas-aktiviteten hos myosinmotorer med hjälp av ett NADH-kopplat mätsystem som bygger på övervakning av förändringen i absorbans av NADH. Därefter bestämdes V0, kcat, och KATPas för aktin-beroende av myosin-ATPast genom att mäta myosinaktivitet vid olika aktinkoncentrationer, följt av anpassning av data till Michaelis-Menten ekvationen.Parallellt utfördes IVMA-studier genom att HMM immobiliserades på ett objektglas som derivatiserats med trimetylklorsilan. Sedan observerades när HMM flyttar fram fluorescensmärkta aktinfilament i närvaro av ATP. Under samma förhållanden gav resultaten för basalt myosin ATPas aktivitet V0 värden som var ~0,03 ATP s-1 myosinhuvud -1for både dåligt och bra HMM. I en jämförelse mellan de två HMM vid olika F-aktin-koncentrationer var hastighet i ATP-förbrukningen högre för bra än för dåligt HMM. Anpassning av data till Michaelis-Menten-ekvationen gav kcat på 7,18 ATP s-1myosinhuvud-1för dåligt HMM jämfört med 11,21 ATP s-1 myosinhuvud-1för bra HMM (35 % högre). KATPas (Km) för dåligt HMM var lite högre jämfört med den för bra HMM. Vid IVMA-studierna var FMF och TMF 80 % respektive 98 % lägre för dåligt än bra HMM. Slutsatsen var att de två metoderna karakteriserar HMM-funktionen på olika sätt och med olika känslighet. Om man antar att bra HMM har nästan 100 % aktiva huvuden och eftersom man vet att uppmätt kcat är direkt proportionellt mot antalet aktiva myosinhuvuden ser man från dessa mätningar att mycket mer än 65 % av totalt myosin måste vara aktivt för att ge god aktinmotilitet i en IVMA.