Bakteri- ja pärmivalkude uurimisgrupp
Meil on kasutusel tõhusad võõrvalkude ekspressioonisüsteemid, mida oleme rakendanud nii pro- kui ka eukarüootsete valkude sünteesiks soolekepikeses, et toota erinevaid glükosiidi hüdrolaase (näiteks levaansukraasid, endo-levanaas, α-glükosidaasid, N-atsetüül heksoosaminidaas) nende puhastamiseks, iseloomustamiseks ja sahhariidide ensümaatiliseks sünteesiks. Oleme uurinud bakteriaalseid ja pärmidest pärinevaid ensüüme, mida saab muuhulgas kasutada lauasuhkrust ehk sahharoosist uudsete potentsiaalselt prebiootiliste funktsionaalsete sahhariide sünteesiks. Bakteri Pseudomonas syringae levaansukraasi kasutame levaani-tüüpi suhkrute sünteesiks ja Bacteroides thetaiotaomicron’i endo-levanaasi levaani lühemateks oligosahhariidideks muutmiseks. Need suhkrud soodustavad soolekoosluses kasulike bakterite kasvu. Tegime kindlaks evolutsiooniliselt vana pärmi Blastobotys adeninivorans’i maltaasi 3D struktuuri ning leidsime, et see ensüüm sünteesib mitmeid haruldasi bioaktiivseid oligosahhariide. Puhastatud ensüümide immobiliseerimine tahketele kandjatele võimaldab ensüümi stabiliseerida ning korduvalt kasutada, seega saab sama koguse ensüümiga sünteesida kordades rohkem soovitud reaktsiooniprodukte. Oleme näinud, et kui ensüümile on lisatud lektiini-tüüpi järjestus, siis on võimalik ensüümi stabiilselt polüsahhariidi kerakestele siduda.
Päises kasutatud pilt: Pärmi Blastobotrys adeninivorans'i maltaasi BaAG2 struktuur koos akarboosiga reaktsioonitsentris. Joonise autor: Karin Ernits
Jiao, J., Tran-Minh, T., Nasir, A., Guo, Q., Stülke, J., Visnapuu, T., De Zutter, N., De Coninck, B., Van den Ende, W. (2024). Exploring Synergistic Effects of Levan and Levan-Metabolizing Bacillaceae in Promoting Growth and Enhancing Immunity of Tomato and Wheat. Physiologia Plantarum: Volume 176, Issue 3. DOI: https://doi.org/10.1111/ppl.14325
Pereira, R., Ugarte-Berzal, E., Vandooren, J., Nylander, K., Martens, E., Van Mellaert, L., Van Damme, J., Vranckx, J. J., Matthys, P., Alamäe, T., Phillipson, M., Visnapuu, T., & Opdenakker, G. (2022). Chlorite-Oxidized Oxyamylose (COAM) Has Antibacterial Activity and Positively Affects Skin Wound Healing. Journal of inflammation research, 15, 4995–5008. DOI: 10.2147/JIR.S375487
Lust Rauno, Nerut Jaak, Gadegaonkar Sharvari S., Kasak Kuno, Espenberg Mikk, Visnapuu Triinu, Mander Ülo (2022) Single-chamber microbial electrosynthesis reactor for nitrate reduction from waters with a low-electron donors’ concentration: from design and set-up to the optimal operating potential. Frontiers in Environmental Science, 10, DOI: 10.3389/fenvs.2022.938631
Young, Ian D.; Nepogodiev, Sergey A.; Black, Ian M.; Le Gall, Gwenaelle; Wittmann, Alexandra; Latousakis, Dimitrios; Visnapuu, Triinu; Azadi, Parastoo; Field, Robert A.; Juge, Nathalie; Kawasaki, Norihito (2022). Lipopolysaccharide associated with β-2,6 fructan mediates TLR4-dependent immunomodulatory activity in vitro. Carbohydrate Polymers, 118606. DOI: 10.1016/j.carbpol.2021.118606
Ernits, Karin; Kjeldsen, Christian; Persson, Karina; Grigor, Eliis; Alamäe, Tiina; Visnapuu, Triinu (2021). Structural Insight into a Yeast Maltase—The BaAG2 from Blastobotrys adeninivorans with Transglycosylating Activity. Journal of Fungi, 7 (10), 816. DOI: 10.3390/jof7100816
Visnapuu, Triinu; Meldre, Aivar; Põšnograjeva, Kristina; Viigand, Katrin; Ernits, Karin; Alamäe, Tiina (2020). Characterization of a Maltase from an Early-Diverged Non-Conventional Yeast Blastobotrys adeninivorans. International Journal of Molecular Sciences, 21 (1), 297. DOI: 10.3390/ijms21010297
Visnapuu, Triinu; Teze, David; Kjeldsen, Christian; Lie, Aleksander; Duus, Jens Ollgaard; Andre-Miral, Corinne; Pedersen, Lars Haastrup; Stougaard, Peter; Svensson, Birte (2020). Identification and Characterization of a β-N-Acetylhexosaminidase with a Biosynthetic Activity from the Marine Bacterium Paraglaciecola hydrolytica S66T. International Journal of Molecular Sciences, 21 (2), 417. DOI: 10.3390/ijms21020417
Ernits, Karin; Eek, Priit; Lukk, Tiit; Visnapuu, Triinu; Alamäe, Tiina (2019). First crystal structure of an endo-levanase – the BT1760 from a human gut commensal Bacteroides thetaiotaomicron. Scientific Reports, 9 (1), 8443. DOI: 10.1038/s41598-019-44785-0
Triinu Visnapuu roll peatoimetaja ja koostajana õpilasajakirjas Akadeemiake:
TÜMRI teadlastega koostöös ilmusid Eesti õpilaste uurimused
Töögrupi populaarteaduslikud artiklid:
https://novaator.err.ee/1004645/tavalisest-lauasuhkrust-saab-teha-uudseid-tervisele-kasulikke-kiudaineid
https://novaator.err.ee/256730/funktsionaalne-toidulisand-paneb-head-bakterid-vohama
Töögrupis valminud õpilastööd:
https://akadeemiake.ee/2021/06/polusahhariidse-levaani-moju-hindamine-valitud-bakteriliikide-kasvule-ning-tekkinud-produktide-analuus/
Töö pälvis 2020. aastal Eesti Teadusagentuuri õpilaste teadustööde riiklikul konkursil eripreemia.
https://akadeemiake.ee/2021/10/ebatraditsioonilise-parmi-blastobotrys-adeninivorans-maltaasi-ag2-aktiivsuse-maaramine-ja-biokeemiliste-omaduste-iseloomustamine/
Töö pälvis 2021. aastal Eesti Teadusagentuuri õpilaste teadustööde riiklikul konkursil gümnaasiumiastmes 1. preemia ja Euroopa Liidu noorte teadlaste konkursil eripreemia.
Videod:
Ebatraditsioonilise pärmi
Blastobotrys adeninivorans maltaasi AG2 aktiivsuse määramine ja biokeemiliste omaduste kirjeldamine, lühivideo inglise keeles (YouTube)
Ebatraditsioonilise pärmi
Blastobotrys adeninivorans maltaasi AG2 aktiivsuse määramine ja biokeemiliste omaduste kirjeldamine (YouTube)
Teadusgrupp ootab kuni kahte bakalaureuse- või ühte magistriõppe üliõpilast.
Teema:
Levaani-oligosahhariidide ja neid kasutavate mikroobide potentsiaal loodusliku taimekaitsevahendina maasikataimedel
Teema lühikirjeldus:
Maasikad on väga populaarsed aiasaadused, kuid väga vastuvõtlikud seennakkusele. Hiljuti avastati, et looduslikud fruktoosist koosnevad oligosahhariidid (levaani- ja inuliini-tüüpi) toimivad toidutaimedel hahkhallituse vastaste ühenditena. KU Leuveni (Belgia) ja TÜ ühisprojekti "Exploring levan oligosaccharide-producing organisms to protect strawberry fruit" raames uuritakse maasikate mikrobioomi kuuluvaid baktereid, kes levaani sünteesivad või lagundavad. Seega võiksid vastavad mikroobid koos sahhariididega olla kasutatavad taimekaitsevahendina hallituse pärssimiseks. Projekti käigus tehakse kindlaks potentsiaalseid kasutatavaid tüvesid ja selgitatakse molekulaarsel tasemel välja taimekaitsel osalevaid mehhanisme.
Projektis on võimalik osaleda järgmiste tööde läbiviimisel:
a) maasikatelt huvipakkuvate bakteritüvede isoleerimisel ja kindlakstegemisel; b) tüvede sahhariidide kasutuse hindamisel; c) levaani-oligosahhariidide ensümaatilisel sünteesil taimedel kasutamiseks.