Tanniinirakenteen vaikutus tanniinien ja pektiinien välisiin vuorovaikutuksiin

Abstract

Tanniinit ja polysakkaridit ovat luonnossa ja siten myös ravinnossa yleisesti esiintyviä yhdisteitä, jotka ovat yleensä elävissä organismeissa erillään toisistaan. Soluja hajottavat prosessit, kuten ruuansulatus tai solujen ikääntyminen, kuitenkin saavat ne kosketuksiin toistensa kanssa, jolloin niiden välille voi muodostua vuorovaikutuksia. Erityisesti tanniineilla on useita ihmisten ja eläinten terveyttä edistäviä ominaisuuksia, joista yksi esimerkki on loislääkinnällinen aktiivisuus. Tanniinien hyödyntämistä täydentävänä ravintoaineena eläinten loislääkityksen tukena onkin tutkittu tanniinirikkaan rehun muodossa. Tanniineja ympäröivät muut molekyylit ja niiden kanssa muodostuvat vuorovaikutukset kuitenkin vaikuttavat tanniinien biologiseen aktiivisuuteen ja esimerkiksi vuorovaikutuksiin lääkeaineiden kanssa, mutta näitä vuorovaikutuksia ei vielä tunneta täysin. Tässä työssä tutkittiin tanniinirakenteiden vaikutusta niiden ja polysakkaridien välisiin vuorovaikutuksiin käyttäen mallipolysakkaridina omenapektiinistä eristettyjä rhamnogalakturonaanioligomeerejä. Tutkitut tanniinit edustivat sekä proantosyanidiineja että hydrolysoituvia tanniineja. Tutkitut tanniinirakenteet valittiin siten, että ne edustivat mahdollisimman laajasti ja monipuolisesti eri tanniineja, jotta rakenteellisten ominaisuuksien aiheuttamia vaikutuksia vuorovaikutuksiin voitaisiin eritellä. Tutkimukset suoritettiin käyttäen vuorovaikutuslämpöjen mittaamiseen perustuvaa isotermistä titrauskalorimetriaa (ITC). Tanniineilla on taipumus itseassosioitua konsentroituneissa liuoksissa hydrofobisuutensa takia ja sitten deaggregoitua endotermisessa reaktiossa laimenemisen seurauksena, kun niitä injektoidaan ITC:n näytekammion liuokseen. Laimenemislämmöt vaikuttavat ligandin ja makromolekyylin välisissä vuorovaikutuksissa muodostuviin isotermeihin, jonka takia taustamittauksena analysoitiin tanniini puskuriin -titraus, joka poistettiin vuorovaikutuslämmöistä. Tässä tutkimuksessa myös rhamnogalakturonaani-oligomeerien laimenemisen havaittiin tuottavan merkittävän määrän lämpöä, jonka takia myös nämä lämmöt tuli poistaa vuorovaikutuslämmöistä. Merkittävän määrän lämpöä tuottaneita taustamittauksia havaittiin siis poikkeuksellisesti olevan kaksi, jonka takia sekä tanniini puskuriin - että puskuri rhamnogalakturonaaniin -taustamittaukset poistettiin tanniinien ja rhamnogalakturonaanioligomeerien välisten vuorovaikutusten vuorovaikutuslämmöistä. Tanniinien ja rhamnogalakturonaanioligomeerien havaittiin vuorovaikuttavan keskenään, mutta vuorovaikutukset olivat pääasiassa melko heikkoja. Kaikissa vuorovaikutuksissa saavutetut isotermit olivat muodoltaan hyperbolisia, eikä yhtään sigmoidaalista isotermiä muodostunut. Tuloksina saatujen isotermien hyperbolinen muoto viittasi alhaisen affiniteetin vuorovaikutuksiin, joissa Wisemanin parametri c < 1. Heikoista vuorovaikutuksista ja isotermien muodosta johtuen vuorovaikutuksiin liittyviä termodynaamisia parametreja ei entalpianmuutoksen lisäksi voitu määrittää tämän työn puitteissa määrittää. Tästä huolimatta tulosten pohjalta voitiin tehdä kvalitatiivisia johtopäätöksiä vuorovaikutuksista ja tanniinirakenteiden vaikutuksista niihin. Merkittävimpiä vuorovaikutuksiin voimistavia tanniinirakenteiden ominaisuuksia olivat molekyylikoon sekä vapaiden galloyyliryhmien määrän kasvu. Näiden lisäksi B-tyypin proantosyanidiinirakenteen havaittiin vaikuttavan vuorovaikutuksiin niitä voimistaen. Havaitut entalpianmuutokset osoittivat vuorovaikutusten olleen eksotermisiä kaikkien tanniinien vuorovaikuttaessa rhamnogalakturonaanioligomeerien kanssa.