Sinu doktoritöö räägib sahhariidide (ehk suhkrute) sünteesist. Kuidas sa selle teemani jõudsid ja mis sind selle juures huvitab?

Oligosahhariide sünteesi teema pakkusid välja mu juhendajad. Tausta uurides leidsin, et tegu on aktuaalse ja probleemiderohke teemaga, eriti rääkides inimese emapiimas olevatest oligosahhariididest ja nende sünteesist. Need ained on beebi tervisele äärmiselt olulised, sest need toetavad immuunsüsteemi ja seedimist.

Sahhariidid võivad olla väga erineva keerukusega. Kõige lihtsamad suhkrud on monosahhariidid, näiteks glükoos – see on see suhkur, mida meie keha kasutab energia saamiseks. Kui me sööme, lagundab meie keha toidu lõpuks glükoosiks, mida rakud kasutavad energia saamiseks. Oligosahhariididel, mis tekivad suhkrute liitumisel, on aga hoopis spetsiifilisemad ülesanded. Need reguleerivad immuunsüsteemi, toetavad soolestiku tervist ja vähendavad põletikku. 

Oligosahhariidide moodustumist juhivad ensüümid – monosahhariidid liidetakse kindlas järjestuses ja konkreetsete keemiliste sidemete kaudu. Oma töö käigus otsisin sobivat monosahhariidi, mida kasutada uute ühendite loomiseks.

Millised olid peamised väljakutsed ja olulisemad teaduslikud avastused?

Suhkrute liitumisel (ehk glükosüleerimisel) on suureks väljakutseks see, et sahhariididel on palju aktiivseid reaktsioonikohti, mis võivad keemilistes protsessides osaleda. Seetõttu on raske saada soovitud oligosahhariidi ilma kõrvalreaktsioonideta. Seega tuleb kontrollida, millised reaktsioonikohtadest on aktiivsed ja millised mitte. 

Selleks kasutatakse sahhariididel „kaitstud“ olekut, kus ainult teatud kohad saavad osaleda reaktsioonis. Otsides pooleldi kaitstud monosahhariidi lähteainena suhkrute liitumisreaktsioonide katsetamiseks, avastasin, et immobiliseeritud Candida antarctica lipaas B (CAL-B) ensüümi abil saab minu huvialust monosahhariidi väga täpselt ja efektiivselt toota. 

Minu töö peamine panus ongi kahe uue CAL-B põhise meetodi väljatöötamine, mille abil saab sünteesida erinevaid osaliselt kaitstud suhkruid.

Milline võiks olla sinu uurimistöö praktiline väärtus?

Näitasin, et minu meetod on töökindel ja võimaldab toota erinevaid sahhariide. Sünteesisin CAL-B kasutades üle 40 uue osaliselt kaitstud sahhariidi ning ühe inimese emapiimas oleva oligosahhariidi. 

Üks praktiline kasutus ongi emapiimas olevate oligosuhkrute süntees. Kõige parem toit beebile on ema rinnapiim, sest see sisaldab kõiki vajalikke aineid. Aga mõnikord ei saa ema erinevatel põhjustel rinnapiima anda ja tuleb kasutada kunstlikku beebitoitu. Kui emapiimas on üle tuhande erineva oligosahhariidi, siis beebipiimadesse lisatakse vaid 1-2 ja sedagi kaugeltki mitte kõigile. Minu töö võimaldab neid oligosahhariide kergemini toota, et neid saaks piimadele lisada.

Vaadates tagasi doktoritöö kirjutamisele - mis oli selle juures kõige põnevam? Aga kõige raskem?

Kõige põnevam oli ajalugu lugeda. Sain teada, et suhkrud leidsid tee Euroopasse läbi India Aleksander Suure vallutusretkede kaudu. Esimene tehas, kus suhkrut toodeti suhkrupeedist, tekkis Preisimaal. Napoleoni poolt juhitud Prantsusmaa poolsete sanktsioonide tõttu oldi sunnitud leidma uue mooduse lauasuhkru saamiseks. Selliseid fakte teada saada oli väga huvitav. 

Minu jaoks kõige keerulisem oli ensüümide teema, sest olen taustalt rohkem orgaaniline keemik kui biokeemik. 

Millised on sinu tulevikuplaanid pärast doktoritöö kaitsmist?

Käsilolev suurem isiklik projekt on augustis toimuv pulm. Peale pulmi ja puhkust jätkan prof. Tõnis Kangeri katalüüsi rühmas teadurina. Teemaks on ikka suhkrukeemia ja emapiima oligosuhkrute süntees, et lihtsustada nende tegemist lootuses, et kunagi on need igas beebipiimas olemas.