Väitös: Laktobasillin pintakerroksen proteiinirakenteesta uusia rokotesovellutuksia?

Hapatetuista elintarvikkeista tuttuja laktobasilleja esiintyy laajalti luonnossa sekä ihmisten ja eläinten luontaisten mikrobistojen osina. Eräillä niistä on terveyttä edistäviä eli probioottisia ominaisuuksia. FL Ulla Hynönen selvitti väitöstyössään yhden laktobasillin pintakerrosproteiinin rakennetta, ja havaitsi siinä uusia piirteitä. Proteiini osoittautui myös kiinnittymistä välittäväksi molekyyliksi. SlpA-proteiinimolekyylin rakennetta voidaan hyödyntää esimerkiksi kehitettäessä uusia rokotteita. Väitös kuuluu mikrobiologian alaan.

Monien laktobasillien pinnalla on proteiinien muodostama kuori. Se muodostuu lukuisista samanlaisista, säännöllisesti järjestäytyneistä proteiinimolekyyleistä, jotka muodostavat bakteerisolun pinnan kokonaan peittävän levymäisen ja huokoisen rakenteen. Pintakerrosproteiinit on helppo irrottaa bakteerien pinnalta, minkä jälkeen niillä on taipumus muodostaa itsestään uudestaan säännöllisiä rakenteita. Pintakerrosproteiinien luontaisia tehtäviä ei useinkaan tunneta, vaikka niillä on lukuisia mahdollisia sovellutuksia.
Ulla Hynönen selvitti väitöskirjatyössään molekyyligeneettisin menetelmin Lactobacillus brevis ATCC 8287 -bakteerin pintakerrosproteiinimolekyylin (SlpA) rakennetta. Hynösen väitöksellä on suuri merkitys esimerkiksi kehitettäessä SlpA-proteiinista rokotekuljettajaa suun kautta annettaviin, eläviin L. brevis -soluihin perustuviin rokotteisiin. SlpA-proteiinia voidaan soveltaa mahdollisesti myös nanobioteknologiassa sekä molekyylibiologisessa tutkimuksessa.

Molekyylirakenteen järjestys erilainen
SlpA-molekyylissä on kaksi selkeästi erotettavaa aluetta, joista toinen tarvitaan kiinnittymiseen alla olevaan bakteerisolun soluseinään ja toinen säännöllisen pintakerrosrakenteen muodostumiseen. Nämä alueet sijaitsivat L. brevis -bakteerin pintakerrosproteiinissa eri järjestyksessä kuin laktobasillien aiemmin kuvatuissa pintakerrosproteiineissa. Myös bakteerin soluseinän hiilihydraattirakenne, johon SlpA kiinnittyy, osoittautui erilaiseksi. SlpA-proteiinimolekyylistä kartoitettiin myös sen yksittäisten aminohappojen sijaintia kohdennettujen mutaatioiden ja kemiallisen muokkauksen avulla.

Pintakerrosproteiini välittää kiinnittymistä
Hynönen osoitti työssään myös, että SlpA välittää L. brevis ATCC 8287 -bakteerien kiinnittymistä viljeltyihin ihmisen epiteelisoluihin, mm. suolistosoluihin, sekä fibronektiiniin, joka on solujen välisessä aineessa esiintyvä proteiini. Kiinnittymisominaisuutta voitaisiin hyödyntää esimerkiksi lääkinnällisissä sovellutuksissa, joissa SlpA-proteiini kohdentaisi halutun molekyylin suoliston alueelle. L. brevis-bakteerin osoitettiin tuottavan SlpA-proteiinia tehokkaasti myös suolistoa matkivissa kasvatusolosuhteissa.
--
FL Ulla Hynönen väittelee 4.12.2009 kello 12 Helsingin yliopiston eläinlääketieteellisessä tiedekunnassa aiheesta "Structural and functional characterization of the surface layer protein of Lactobacillus brevis ATCC 8287". Väitöstilaisuus järjestetään osoitteessa EE-talo, Walter-sali, Agnes Sjöberginkatu 2. Vastaväittäjänä on professori Atte von Wright, Kuopion yliopisto, ja kustoksena on professori Airi Palva. Väitöskirja on myös elektroninen julkaisu ja luettavissa E-thesis -palvelussa.

Lisätietoja   
Ulla Hynönen (09) 191 57067, ulla.hynonen@helsinki.fi