FM Tiina Riihimäen lääketieteellisen teknologian ja bioteknologian alaan kuuluva väitöskirja

Modification of structural and functional properties of avidin protein using targeted random mutagenesis (Avidiiniproteiinin rakenteen ja toiminnan muokkaus kohdennetulla satunnaismutageneesillä)

tarkastetaan 23.9.2011 klo 12 Tampereen yliopiston Finn-Medi 5:n auditoriossa, Biokatu 12, Tampere.

Vastaväittäjänä on professori Hans Söderlund (VTT). Kustoksena toimii professori Markku Kulomaa.

                                                ***

Tiina Riihimäki on syntynyt Jämsässä (ent. Kuorevesi) ja hän on suorittanut filosofian maisterin tutkinnon Jyväskylän yliopistossa. Hän on toiminut tutkijatohtorina Tampereen yliopistossa heinäkuusta 2011 lähtien.

Riihimäen väitöskirja ilmestyy sarjassa Acta Universitatis Tamperensis; 1641, Tampere University Press, Tampere 2011. ISBN 978-951-44-8531-2, ISSN 1455-1616. Väitöskirja ilmestyy myös sähköisenä sarjassa Acta Electronica Universitatis Tamperensis; 1103, Tampereen yliopisto 2011. ISBN 978-951-44-8532-9, ISSN 1456-954X.
http://acta.uta.fi.

Väitöskirjan tilausosoite: Verkkokirjakauppa Granum, http://granum.uta.fi, tai Tiedekirjakauppa TAJU, PL 617, 33014 Tampereen yliopisto, puh. 040 190 9800, e-mail: taju@uta.fi.

Lisätietoja: Tiina Riihimäki, tiina.riihimaki@uta.fi

LEHDISTÖTIEDOTE

Biokemiallisten ja lääketieteellisten tutkimusmenetelmien kehittyessä, ominaisuuksiltaan erityisien proteiinien tarve kasvaa koko ajan. Suuren mielenkiinnonkohteena ovat molekyylit, jotka kykenevät tarkkaan ja spesifiin molekyylitunnistukseen. Nykyteknologialla on mahdollistaa valmistaa mm. sellaisia proteiinirakenteita, joita ei esiinny luonnossa lainkaan. Lisäksi moderneilla tekniikoilla voidaan parantaa proteiinien ominaisuuksia sekä jopa luoda proteiineille uusia toimintoja.

Väitöskirjatutkimuksessa muokattiin kananmunanvalkuaisen proteiinia, avidiinia, bioteknologian sovellutuksiin paremmin sopivaksi muuttaen proteiinin rakennetta ja toimintaa. Uusien molekyylien lisäksi tutkimus toi lisätietoa avidiinin kyvystä sitoa pienmolekyylejä. Tutkimuksessa avidiinin kolmiulotteinen rakenne määritettiin korkealla resoluutiolla. Lisäksi havaittiin avidiinin tynnyrirakenteen beta-säikeiden 3 ja 4 välissä olevan silmukan tärkeys ligandin sitomisessa.

Tutkimuksessa lisättiin myös aikaisemmin kehitetyn kaksoisketjuavidiinin käytettävyyttä valmistamalla kimeerinen kaksoisketjuavidiini yhdistämällä avidiini ja avidiinin kaltainen proteiini (AVR4). Kehitetyllä kimeerisellä kaksoisketjuavidiinilla havaittiin parantuneet proteiinituottotasot sekä lämmönkestävyys verrattuna alkuperäiseen kaksoisketjumolekyyliin. Lisäksi proteiinia koodaavan DNA-ketjun monistaminen PCR-menetelmällä oli tehokkaampaa kimeerisen fuusiogeenin avulla. Tämä mahdollistaa mm. satunnaismutageneesimenetelmän käytön molekyylin edelleen kehittämisessä.

Avidiinin rakenteeseen kohdistuvan muokkauksen lisäksi tutkimuksessa muunnettiin myös avidiiniproteiinin toimintaa. Avidiinin ligandisitomista muutettiin modifioimalla silmukka-alueita. Kohdennetun satunnaismutageneesin avulla valmistettiin geenikirjastoja, joiden seulontaan käytettiin faagidisplay-menetelmää. Seulonnan tuloksena löydettiin lämmönkestäviä avidiinimutantteja, jotka sitovat steroidihormoni testosteronia. Lisäksi affiniteettia avidiinin luonnolliseen ligandiin saatiin heikennettyä merkittävästi. Tämä tutkimustulos osoittaa sen, että avidiinia voidaan käyttää monipuolisesti tunnistusmolekyylien kehityksessä.

Aikaisemmin muokatun avidiiniproteiinin korkea lämpökestävyys ja erityinen ligandin sitomiskyky valjastettiin käyttöön tutkimuksen osatyössä, jossa kehitettiin bioaktiivisia kalvoja. Selluloosa-asetaattikalvot päällystettiin muokatulla kimeerisellä avidiinilla ja kalvojen bioaktiivisuutta seurattiin kolmen kuukauden ajan. Kalvojen bioaktiivisuus säilyi lähes muuttumattomana seurannan ajan, vaikka kalvot säilytettiin huoneenlämmössä. Kehitettyjä kalvoja voidaan käyttää perustana useissa sovelluksissa, esimerkiksi diagnostisten pikatestien kehityksessä.