Neljapäeval, 17. oktoobril 2019. a. kell 10.15 kaitseb Karin Ernits Tartu Ülikooli molekulaar- ja rakubioloogia instituudis (Riia 23b/2-105, Tartu Ülikooli genoomika instituudi Eesti Biokeskuse auditoorium) doktoritööd „Levansucrase Lsc3 and endo-levanase BT1760: characterization and application for the synthesis of novel prebiotics” (“Levaansukraasi Lsc3 ja endo-levanaasi BT1760 iseloomustamine ja rakendatavus uudsete prebiootikumide tootmises”) geenitehnoloogia õppekava geenitehnoloogia erialal.
Juhendaja:
TÜ MRI geneetika dotsent Tiina Alamäe
Oponent:
professor Ebru Toksoy Öner, PhD, Biotehnoloogia osakond, Inseneriteaduskond, Marmara Ülikool, Istanbul, Türgi
Kokkuvõte:
Toidus sisalduvatest süsivesikutest on kiudained inimese soolebakteritele kõige sobilikumad. Need toimivad prebiootikumidena: jõuavad seedumata jämesoolde ja lagundatakse inimesele kasulike bakterite, nt bifidobakterite ja laktobatsillide toimel. Prebiootikume lisatakse näiteks imikute piimasegudele ja müüakse toidulisandina poes ja apteegis. Populaarseimad neist on fruktoosi polümeer inuliin ja selle hüdrolüüsil saadud frukto-oligosahhariidid (FOS). Sigurist eraldatud inuliini lubatakse kasutada toidus 2002. aastast. Lisaks inuliinile on looduses olemas ka teise sidemetüübiga fruktoosi polümeeri – levaani. Levaani sünteesivad peamiselt bakterid, kuid ka mõned taimed. Levaanil ja levaani-tüüpi FOS-l on näidatud tugevat prebiootilist toimet, kuid tootmiskulude kõrge hinna tõttu on neid veel vähe uuritud.
Antud doktoriväitekiri keskendub kahele biotehnoloogiliselt olulisele bakteriaalsele ensüümile: levaansukraasile ja endo-levanaasile, mille abil on võimalik levaani-tüüpi fruktaane toota tavalisest lauasuhkrust. Näitasime, et taimepatogeeni Pseudomonas syringae levaansukraas Lsc3 on üks efektiivsemaid levaansukraase. Ta sünteesib sahharoosist produktide segu: tekib inuliini- ja levaani-tüüpi FOS-e ning ka levaani. Ebasoovitavaks kõrvalproduktiks on suur kogus glükoosi, mis takistab FOS-ide segu kasutamist prebiootikumina ilma eelneva puhastuseta.
Levaani ensümaatilise hüdrolüüsiga on võimalik toota levaani-tüüpi FOS-e nende bioloogiliste efektide uurimiseks. Levaani lagundavaks ensüümiks sobib hästi inimese jämesoolebakteri Bacteroides thetaiotaomicron endo-levanaas BT1760. Näitasin, et BT1760 ’tükeldas’ efektiivselt nii taimset kui ka bakteriaalseid levaane. Endo-levanaasi 3D struktuur näitas, et ensüümi substraaditasku on sügava kausi kujuline ning et pikk levaaniahel peab painduma kausi põhja, et oleks võimalik esimese lõike tegemine.