19.09.2017

Miljoonainvestointi molekyylien rakennetutkimukseen

Jyväskylän yliopisto hankki lähes kaksi miljoonaa euroa maksaneen NMR-spektrometrin. Suomessa on vain yksi vastaava laite.

Kesäkuussa 2016 käyttöön vihitty NMR-spektrometri hohtaa uututtaan Nanotiedekeskuksen laboratoriossa. Laitteella saadaan tietoa tutkittavan aineen koostumuksesta ja rakenteesta.
Sillä voidaan mitata erityisesti suurten molekyylien, kuten proteiinien, NMR-spektrejä, kertoo yliopistonlehtori Elina Sievänen kemian laitokselta.

–Selvitämme, miten aminohapot vaikuttavat toisiinsa ja mitkä niistä ovat proteiinin toiminnan kannalta tärkeitä. Pystymme määrittämään myös kolmiulotteisia rakenteita liuostilassa.

Laite on ydinmagneettisen resonanssispektroskopian (NMR) perusväline. Lähes kaksi miljoonaa euroa maksaneen NMR-spektrometrin magneettikenttä on voimakas. Sen suuruus on 18,8 teslaa. Vastaava laite löytyy Suomesta ainoastaan Helsingin yliopistosta.

–Mitä voimakkaampi laitteen magneettikenttä on, sitä monimutkaisempia ja isompia molekyylejä sillä pystytään tutkimaan, sanoo professori Perttu Permi bio- ja ympäristötieteiden laitokselta.

Hän tutkimusryhmineen on kiinnostunut erityisesti epäjärjestäytyneistä proteiineista.

–On olemassa iso joukko proteiineja, joilla ei ole hyvin järjestäytynyttä kolmiulotteista rakennetta. Ne vaihtavat konformaatiosta toiseen niin nopeasti, ettei niitä pysty kuvaamaan yksittäisellä mallilla.

Epäjärjestäytyneillä proteiineilla on yhteys useisiin sairauksiin, kuten MS-tautiin, syöpään, diabetekseen sekä Alzheimerin ja Parkinsonin tautiin.

–Esimerkiksi syöpään liittyvistä proteiineista kolme neljäsosaa on epäjärjestäytyneitä.

Epäjärjestäytyneisiin proteiineihin on mahdollista vaikuttaa, Permi uskoo. Sitä ennen on kuitenkin saatava selville, mitkä aminohapot ovat ratkaisevassa roolissa niiden synnyssä.



Kemian laitoksen tutkimuksen laskennallisen kemian ja spektroskopiavahvuusalue liittyy erityisesti molekyylitasolla tapahtuvien fysikaalisten ja kemiallisten prosessien selvittämiseen ja perustutkimuksellisen tiedon soveltamiseen. Laskennallinen tietokoneavusteinen kemia on yksi voimakkaimmin viime aikoina kehittyneistä monitieteisistä tutkimusmenetelmistä, joka tulee erinomaisesti kokeellista tutkimusta ennustaen ja todentaen havaittavia ilmiöitä. Laskennallinen kemia ja spektroskopia, kuten myös rakennekemia, liittyvät oleellisesti Nanotiedekeskuksen toimintaan.


Lisää laskennallisesta kemiasta - Permin tutkimusryhmästä