Ellagitanniinien ja lipidirakenteiden välisten vuorovaikutusten tutkiminen fosfori-NMR:llä

Abstract

Pro gradu -tutkielmani, Ellagitanniinien ja lipidirakenteiden välisten vuorovaikutusten tutkiminen fosfori-NMR:llä, on askel kohti parempaa kasvimolekyylien ominaisuuksien ymmärtämistä. Ellagitanniinit ovat erikoistuneita metaboliittejä, joita kasvit tuottavat suojautuakseen erilaisilta haittatekijöiltä. Näitä haittatekijöitä voivat olla esimerkiksi ympäristössä tai ilmastossa tapahtuvat muutokset ja erilaiset haitalliset hyönteiset. Ellagitanniinien ja proteiinien välisiä yhteyksiä on tutkittu runsaasti erilaisin kemiallisin tekniikoin, mutta tutkimus ellagitanniinien ja lipidien välisistä vuorovaikutuksista on suhteellisen uusi tutkimuskohde. Verrattuna muihin analyysitekniikoihin, NMR-spektroskopiaa voidaan pitää melko epäherkkänä. Tutkittavana molekyylinä lipidi antoi mahdollisuuden hyödyntää fosfori-NMR:ää, jossa mitattavana ytimenä oli lipidin fosfaattiryhmässä oleva fosfori-31 atomi. Menetelmän vähäinen käyttö samaiseen tarkoitukseen johti siihen, että tutkimukseni pääpainona oli selvittää, soveltuuko fosfori-NMR tähän tarkoitukseen. Menetelmän ja mittausolosuhteiden optimoiminen johti siihen, että spektreissä havaittiin muutoksia. Lipidinä käytetty E.Coli-lipidifraktio oli suurimmaksi osaksi sekoitus kolmea lipidiä, joiden rakenteet olivat hyvin lähellä toisiaan. Puhdas lipidi antoi yhden leveän piikin, jonka ympärille tulosten analysoiminen keskittyi. Muuttamalla mittausparametrejä kuten mittauslämpötilaa, tanniinin suhdetta lipidiin ja vaihtamalla tanniinia havaittiin muutoksia NMR-spektreissä, minkä vuoksi tutkimusta voidaan pitää onnistuneena. Mittauksista tehtiin havaintoja erityisesti korkeammissa 37- ja 50 ºC lämpötiloissa. Menetelmän optimointiin käytetty tellimagrandiini II:den ja lipidin välillä tehdyissä mittauksissa havaittiin toinen piikki, jota voidaan pitää indikaationa vuorovaikutuksesta mitattavien molekyylien välillä. Eri tanniineilla piikkien suhteissa havaittiin erovaisuuksia, ja spektreissä havaittiin myös kolmas piikki. Polymeeriset tanniinit saivat aikaan suurimmat muutokset spektreissä, mikä oli yllättävää aikaisempiin tutkimuksiin verrattaessa.