2,1,3-Bentsoksadiatsolirakenteiset molekyylit antibakteerisina ja antiparasiittisina yhdisteinä

Aikaisemman tutkimuksen perusteella tiedettiin tiettyjen 2,1,3-bentsoksadiatsolirakenteisten molekyylien olevan aktiivisia Chlamydia pneumoniae –bakteeria vastaan. Tutkimusta lähdettiin jatkamaan ja 2,1,3-bentsoksadiatsolimolekyylien rakenne-aktiivisuusuhteista haluttiin saada lisätietoa. Tarkoituksena oli kehittää 2,1,3-bentsoksadiatsolimolekyyleille ja sen avulla muodostaa molekyylikirjasto. Syntetisoidut molekyylit haluttiin testata sekä Chlamydia pneumoniae -bakteeria että Leishmania donovani –parasiittia vastaan. Chlamydia pneumoniae –bakteeri aiheuttaa akuutteja ylä- ja alahengitystieinfektiota, kuten keuhkoputkentulehdusta. Akuutissa tulehduksessa oireet vaihtelevat huomattavasti. Chlamydia pneumoniae –bakteerilla on myös taipumus aiheuttaa kroonisia tulehduksia. Nämä ovat useissa tutkimuksissa yhdistetty kansantaloudellisesti merkittäviin sairauksiin, kuten ateroskleroosiin ja astmaan. Leishmanioosi on toiseksi yleisin loissairaus ihmisellä malarian jälkeen. Leishmania donovani –parasiitti voi aiheuttaa tappavaa viskeraalista leishmanioosia. Vuodessa leishmanioosiin kuolee yli 50 000 ihmistä. Viime vuosina leishmanioosin lääkehoidossa on esiintynyt monenlaisia ongelmia. Osat lääkkeistä ovat menettäneet tehonsa ja osalla esiintyy vakavia haittavaikutuksia. 2,1,3-Bentsoksadiatsolirakenteisille yhdisteille saatiin kehitettyä toimiva synteesireitti. Lähtöaineena käytettiin 4-amino-2-nitrobentsoehappoa, josta saatiin hapettavalla renkaansulkeutumisreaktiolla 2,1,3-bentsoksadiatsoli-5-karboksyylihappoa. Karboksyylihaposta syntetisoitiin amidi-välituotteen kautta 2,1,3-bentsoksadiatsoli-5-karbonitriiliä. Hydroksyyliamiini hydrokloridin avulla 2,1,3-bentsoksadiatsoli-5-karbonitriilistä muodostettiin vastaavaa karboksimidamidia, joka oli synteesireitin yhteinen välituote kaikille molekyyleille. Viimeisessä vaiheessa N´-hydroksidi-2,1,3-bentsoksadiatsoli-5-karboksimidamidin annettiin reagoida joko fenyyli-isosyanaatin tai fenyyli-isotiosyanaatin kanssa, jolloin saatiin lopputuotetta. Synteesireitin kehittäminen osoittautui haastavaksi ja loppujen lopuksi saatiin ainoastaan kolme lopputuotetta syntetisoitua. Yksi lopputuotteista testattiin C. pneumoniae –bakteeria vastaan Åbo akademissa Turussa. Testattavaa yhdiste ei sisältänyt 2,1,3-bentsoksadiatsoliarengasta ja bioaktiivisuuskokeen tulos oli odotusten mukainen. Yhdiste ei ollut aktiivinen C. pneumoniae –bakteeria vastaan alhaisilla konsentraatioilla ja tuloksesta voitiin todeta 2,1,3-bentsoksadiatsolirengaan olevan tärkeä aktiivisuuden kannalta. Kaksi lopputuotetta saatiin testaukseen Leishamania donovani –parasiittia vastaan Israeliin. Ainoastaan toinen molekyyleistä sisälsi 2,1,3-bentsoksadiatsolirakenteen. Bioaktiivisuuskokeiden tulokset olivat erittäin rohkaisevia. Yhdisteet olivat aktiivisia parasiittia vastaan jo alhaisilla konsentraatioilla. Kuitenkin 2,1,3-bentsoksadiatsolirakenteinen molekyyli oli aktiivisempi, joten tämäkin aktiivisuuskokeen perusteella huomattiin rengasrakenteen olevan tärkeä aktiivisuuden kannalta.

Non-enzymatic Degradation of (1→3)(1→4)-β-D-glucan in Aqueous Processing of Oats

Cereal water-soluble β-glucan [(1→3)(1→4)-β-D-glucan] has well-evidenced health benefits and it contributes to the texture properties of foods. These functions are characteristically dependent on the excellent viscosity forming ability of this cell wall polysaccharide. The viscosity is affected by the molar mass, solubility and conformation of β-glucan molecule, which are further known to be altered during food processing. This study focused on demonstrating the degradation of β-glucan in water solutions following the addition of ascorbic acid, during heat treatments or high pressure homogenisation. Furthermore, the motivation of this study was in the non-enzymatic degradation mechanisms, particularly in oxidative cleavage via hydroxyl radicals. The addition of ascorbic acid at food-related concentrations (2-50 mM), autoclaving (120°C) treatments, and high pressure homogenisation (300-1000 bar) considerably cleaved the β-glucan chains, determined as a steep decrease in the viscosity of β-glucan solutions and decrease in the molar mass of β-glucan. The cleavage was more intense in a solution of native β-glucan with co-extracted compounds than in a solution of highly purified β-glucan. Despite the clear and immediate process-related degradation, β-glucan was less sensitive to these treatments compared to other water-soluble polysaccharides previously reported in the literature. In particular, the highly purified β-glucan was relatively resistant to the autoclaving treatments without the addition of ferrous ions. The formation of highly oxidative free radicals was detected at the elevated temperatures, and the formation was considerably accelerated by added ferrous ions. Also ascorbic acid pronounced the formation of these oxidative radicals, and oxygen was simultaneously consumed by ascorbic acid addition and by heating the β-glucan solutions. These results demonstrated the occurrence of oxidative reactions, most likely the metal catalysed Fenton-like reactions, in the β-glucan solutions during these processes. Furthermore, oxidized functional groups (carbonyls) were formed along the β-glucan chain by the treatments, including high pressure homogenisation, evidencing the oxidation of β-glucan by these treatments. The degradative forces acting on the particles in the high pressure homogenisation are generally considered to be the mechanical shear, but as shown here, carbohydrates are also easily degraded during the process, and oxidation may have a role in the modification of polysaccharides by this technique. In the present study, oat β-glucan was demonstrated to be susceptible to degradation during aqueous processing by non-enzymatic degradation mechanisms. Oxidation was for the first time shown to be a highly relevant degradation mechanism of β-glucan in food processing.

Silva Fennica Vol. 3. 1969.

Julkaistu Silva Fennica Vol. 4(1) -numeron liitteenä.

A simple local 3-approximation algorithm for vertex cover

We present a local algorithm (constant-time distributed algorithm) for finding a 3-approximate vertex cover in bounded-degree graphs. The algorithm is deterministic, and no auxiliary information besides port numbering is required. (c) 2009 Elsevier B.V. All rights reserved.