Mikrobien tuottamien UV-säteilyltä suojaavien aineiden hyödyntäminen aurinkorasvoissa: Mykosporiinin kaltaiset aminohapot

Abstract

UV-säteilystä on haittaa ihmisille. UV-säteily aiheuttaa ihon ikääntymistä ja DNA-vaurioita ihossa. UV-säteilyltä suojaavat aurinkorasvat sisältävät fysikaalisia tai kemiallisia UV-suoja-aineita. Esimerkiksi titaanidioksidi on fysikaalinen UV-suoja-aine ja avobentsoni on kemiallinen UV-suoja-aine. Näillä UV-suoja-aineilla on kuitenkin negatiivisia vaikutuksia ympäristöön, kuten meriin ja muihin vesistöihin sekä niissä eläviin eläimiin ja eliöihin. Vesistöihin UV-suoja-aineet päätyvät silloin, kun esimerkiksi uimisen aikana aurinkorasva liukenee ihmisen iholta pois. Merissä korallit haalistuvat ja eliöille aiheutuu hormonitasapainon häiriöitä. Monet mikrobit tarvitsevat itselleen keinon suojautua UV-säteilyltä. Yksi tapa siihen on tuottaa UV-säteilyltä suojaavia yhdisteitä. Yksi mahdollinen yhdiste on mykosporiinin kaltaiset aminohapot. Mykosporiinin kaltaisia aminohappoja on monia erilaisia ja niiden UV-säteilyn suojaustehokkuus vaihtelee. Suojaustehokkuuteen vaikuttaa mykosporiinin kaltaisten aminohappojen rakenne. Mykosporiinin kaltaisilla aminohapoilla on joko aminosykloheksenoni-rengas tai aminosykloheksimiini-rengas. Lämpötila voi vaikuttaa siihen, kuinka hyvin mykosporiinin kaltaiset aminohapot pystyvät absorpoimaan UV-säteilyä. Myös ympäristön pH-arvon on huomattu vaikuttavan mykosporiinin kaltaisten aminohappojen absorptiokykyyn. Syanobakteerien ja levien tuottamasta mykosporiinin kaltaisten aminohappojen tuotosta on tehty eniten tutkimuksia ja niiden hyödyntäminen mykosporiinin kaltaisten aminohappojen tuotantoon olisi todennäköisintä. Mykosporiinin kaltaisten aminohappojen synteesiin uskotaan liittyvän sikimihapporeitti sekä pentoosifosfaattireitti. Mykosporiinin kaltaisten aminohappojen synteesistä ei kuitenkaan ole saatavilla vielä riittävästi tietoa ja synteesireittiä ei tiedetä vielä tarkasti. Lisätiedot synteesireitistä ja synteesiin tarvittavista geeneistä voisi antaa mahdollisuuden tuottaa mykosporiinin kaltaisia aminohappoja myös synteettisesti. Erilaisten ympäristöolosuhteiden on huomattu vaikuttavan siihen, kuinka paljon eri mikrobit tuottavat mykosporiinin kaltaisia aminohappoja. Esimerkiksi ympäristön lämpötila, suolapitoisuus ja ravinteiden määrä vaikuttavat saannon määrään. Lisätutkimukset ja lisätieto synteesireittiin vaikuttavista asioista voisi mahdollistaa mykosporiinin kaltaisten aminohappojen tuotannon saannon kasvattamisen mikrobeilla. Mykosporiinin kaltaisilla aminohapoilla ei ole huomattu olevan haittaa ympäristölle ja yhdiste on biohajoava. Jos mykosporiinin kaltaisten aminohappojen ominaisuuksista ja synteesistä saataisiin lisää tietoa, niin yhdiste voisi olla kaupallisissa aurinkorasvoissa hyvä korvaava vaihtoehto fysikaalisille ja kemiallisille UV-suoja-aineille. Tässä kandidaatintyössä tutkitaan, mitkä mikrobit pystyisivät tuottamaan mykosporiinin kaltaisia aminohappoja riittäviä määriä, jotta niiden hyödyntäminen kaupallisissa aurinkorasvoissa olisi mahdollista. Tavoitteena on perehtyä mykosporiinin kaltaisia aminohappoja sisältävien aurinkorasvojen ympäristöystävällisyyteen verrattuna fysikaalisiin ja kemiallisiin UV-suoja-aineisiin sekä mykosporiinin kaltaisten aminohappojen teollisen tuotannon mahdollisuuksiin.