The Structural Basis for inorganic Pyrophosphatase Catalysis and Regulation

Inorganic pyrophosphatases (PPases) are essential enzymes for every living cell. PPases provide the necessary thermodynamic pull for many biosynthetic reactions by hydrolyzing pyrophosphate. There are two types of PPases: integral membrane-bound and soluble enzymes. The latter type is divided into two non-homologous protein families, I and II. Family I PPases are present in all kingdoms of life, whereas family II PPases are only found in prokaryotes, including archae. Family I PPases, particularly that from Saccharomyces cerevisiae, are among the most extensively characterized phosphoryl transfer enzymes. In the present study, we have solved the structures of wild-type and seven active site variants of S. cerevisiae PPase bound to its natural metal cofactor, magnesium ion. These structures have facilitated derivation of the complete enzyme reaction scheme for PPase, fulfilling structures of all the reaction intermediates. The main focus in this study was on a novel subfamily of family II PPases (CBSPPase) containing a large insert formed by two CBS domains and a DRTGG domain within the catalytic domain. The CBS domain (named after cystathionine beta-synthase in which it was initially identified) usually occurs as tandem pairs with two or four copies in many proteins in all kingdoms of life. The structure formed by a pair of CBS domains is also known as a Bateman domain. CBS domains function as regulatory units, with adenylate ligands as the main effectors. The DRTGG domain (designated based on its most conserved residues) occurs less frequently and only in prokaryotes. Often, the domain co-exists with CBS domains, but its function remains unknown. The key objective of the current study was to explore the structural rearrangements in the CBS domains induced by regulatory adenylate ligands and their functional consequences. Two CBS-PPases were investigated, one from Clostridium perfringens (cpCBS-PPase) containing both CBS and DRTGG domains in its regulatory region and the other from Moorella thermoacetica (mt CBS-PPase) lacking the DRTGG domain. We additionally constructed a separate regulatory region of cpCBS-PPase (cpCBS). Both full-length enzymes and cpCBS formed homodimers. Two structures of the regulatory region of cpCBS-PPase complexed with the inhibitor, AMP, and activator, diadenosine tetraphosphate, were solved. The structures were significantly different, providing information on the structural pathway from bound adenylates to the interface between the regulatory and catalytic parts. To our knowledge, these are the first reported structures of a regulated CBS enzyme, which reveal large conformational changes upon regulator binding. The activator-bound structure was more open, consistent with the different thermostabilities of the activator- and inhibitor-bound forms of cpCBS-PPase. The results of the functional studies on wild-type and variant CBS-PPases provide support for inferences made on the basis of structural analyses. Moreover, these findings indicate that CBS-PPase activity is highly sensitive to adenine nucleotide distribution between AMP, ADP and ATP, and hence to the energy level of the cell. CBS-PPase activity is markedly inhibited at low energy levels, allowing PPi energy to be used for cell survival instead of being converted into heat.

Development of simple and efficient synthetic strategies for production of fine chemicals of pharmaceutical relevance : metal-mediated allylation combined with applied catalysis

Den snart 200 år gamla vetenskapsgrenen organisk synteskemi har starkt bidragit till moderna samhällens välfärd. Ett av flaggskeppen för den organiska synteskemin är utvecklingen och produktionen av nya läkemedel och speciellt de aktiva substanserna däri. Därmed är det viktigt att utveckla nya syntesmetoder, som kan tillämpas vid framställningen av farmaceutiskt relevanta målstrukturer. I detta sammanhang är den ultimata målsättningen dock inte endast en lyckad syntes av målmolekylen, utan det är allt viktigare att utveckla syntesrutter som uppfyller kriterierna för den hållbara utvecklingen. Ett av de centralaste verktygen som en organisk kemist har till förfogande i detta sammanhang är katalys, eller mera specifikt möjligheten att tillämpa olika katalytiska reaktioner vid framställning av komplexa målstrukturer. De motsvarande industriella processerna karakteriseras av hög effektivitet och minimerad avfallsproduktion, vilket naturligtvis gynnar den kemiska industrin samtidigt som de negativa miljöeffekterna minskas avsevärt. I denna doktorsavhandling har nya syntesrutter för produktion av finkemikalier med farmaceutisk relevans utvecklats genom att kombinera förhållandevis enkla transformationer till nya reaktionssekvenser. Alla reaktionssekvenser som diskuteras i denna avhandling påbörjades med en metallförmedlad allylering av utvalda aldehyder eller aldiminer. De erhållna produkterna innehållende en kol-koldubbelbindning med en närliggande hydroxyl- eller aminogrupp modifierades sedan vidare genom att tillämpa välkända katalytiska reaktioner. Alla syntetiserade molekyler som presenteras i denna avhandling karakteriseras som finkemikalier med hög potential vid farmaceutiska tillämpningar. Utöver detta tillämpades en mängd olika katalytiska reaktioner framgångsrikt vid syntes av dessa molekyler, vilket i sin tur förstärker betydelsen för de katalytiska verktygen i organiska kemins verktygslåda.

Catalysis by gold for biomass transformations

The development of new technologies to supplement fossil resources has led to a growing interest in the utilization of alternative routes. Biomass is a rich renewable feedstock for producing fine chemicals, polymers, and a variety of commodities replacing petroleumderived chemicals. Transformation of biomass into diverse valuable chemicals is the key concept of a biorefinery. Catalytic conversion of biomass, which reduces the use of toxic chemicals is one of the important approaches to improve the profitability of biorefineries. Utilization of gold catalysts allows conducting reactions under environmentally-friendly conditions, with a high catalytic activity and selectivity. Gold-catalyzed valorization of several biomass-derived compounds as an alternative approach to the existing technologies was studied in this work. Isomerization of linoleic acid via double bond migration towards biologically active conjugated linoleic acid isomers (CLA) was investigated. The activity and selectivity of various gold catalysts towards cis-9,trans-11-CLA and trans-10,cis-12-CLA were investigated in a semi-batch reactor, showing that the yield of the desired products varied, depending on the catalyst support. The structure sensitivity in the selective oxidation of arabinose was demonstrated using a series of gold catalysts with different Au cluster sizes in a shaker reactor operating in a semibatch mode. The gas-phase selective oxidation of ethanol was studied and the influence of the catalyst support on the catalytic performance was investigated. The selective oxidation of the lignan hydroxymatairesinol (HMR), extracted from the Norway spruce (Picea abies) knots, to the lignan oxomatairesinol (oxoMAT) was extensively investigated. The influence of the reaction conditions and catalyst properties on the yield of oxoMAT was evaluated. In particular, the structure sensitivity of the reaction was demonstrated. The catalyst deactivation and regeneration procedures were studied. The reaction kinetics and mechanism were advanced.

Switchable lanthanide fluorescence probes in homogenous molecular diagnostics

The number of molecular diagnostic assays has increased tremendously in recent years.Nucleic acid diagnostic assays have been developed, especially for the detection of human pathogenic microbes and genetic markers predisposing to certain diseases. Closed-tube methods are preferred because they are usually faster and easier to perform than heterogenous methods and in addition, target nucleic acids are commonly amplified leading to risk of contamination of the following reactions by the amplification product if the reactions are opened. The present study introduces a new closed-tube switchable complementation probes based PCR assay concept where two non-fluorescent probes form a fluorescent lanthanide chelate complex in the presence of the target DNA. In this dual-probe PCR assay method one oligonucleotide probe carries a non-fluorescent lanthanide chelate and another probe a light absorbing antenna ligand. The fluorescent lanthanide chelate complex is formed only when the non-fluorescent probes are hybridized to adjacent positions into the target DNA bringing the reporter moieties in close proximity. The complex is formed by self-assembled lanthanide chelate complementation where the antenna ligand is coordinated to the lanthanide ion captured in the chelate. The complementation probes based assays with time-resolved fluorescence measurement showed low background signal level and hence, relatively high nucleic acid detection sensitivity (low picomolar target concentration). Different lanthanide chelate structures were explored and a new cyclic seven dentate lanthanide chelate was found suitable for complementation probe method. It was also found to resist relatively high PCR reaction temperatures, which was essential for the PCR assay applications. A seven-dentate chelate with two unoccupied coordination sites must be used instead of a more stable eight- or nine-dentate chelate because the antenna ligand needs to be coordinated to the free coordination sites of the lanthanide ion. The previously used linear seven-dentate lanthanide chelate was found to be unstable in PCR conditions and hence, the new cyclic chelate was needed. The complementation probe PCR assay method showed high signal-to-background ratio up to 300 due to a low background fluorescence level and the results (threshold cycles) in real-time PCR were reached approximately 6 amplification cycles earlier compared to the commonly used FRET-based closed-tube PCR method. The suitability of the complementation probe method for different nucleic acid assay applications was studied. 1) A duplex complementation probe C. trachomatis PCR assay with a simple 10-minute urine sample preparation was developed to study suitability of the method for clinical diagnostics. The performance of the C. trachomatis assay was equal to the commercial C. trachomatis nucleic acid amplification assay containing more complex sample preparation based on DNA extraction. 2) A PCR assay for the detection of HLA-DQA1*05 allele, that is used to predict the risk of type 1 diabetes, was developed to study the performance of the method in genotyping. A simple blood sample preparation was used where the nucleic acids were released from dried blood sample punches using high temperature and alkaline reaction conditions. The complementation probe HLA-DQA1*05 PCR assay showed good genotyping performance correlating 100% with the routinely used heterogenous reference assay. 3) To study the suitability of the complementation probe method for direct measurement of the target organism, e.g., in the culture media, the complementation probes were applied to amplificationfree closed-tube bacteriophage quantification by measuring M13 bacteriophage ssDNA. A low picomolar bacteriophage concentration was detected in a rapid 20- minute assay. The assay provides a quick and reliable alternative to the commonly used and relatively unreliable UV-photometry and time-consuming culture based bacteriophage detection methods and indicates that the method could also be used for direct measurement of other micro-organisms. The complementation probe PCR method has a low background signal level leading to a high signal-to-background ratio and relatively sensitive nucleic acid detection. The method is compatible with simple sample preparation and it was shown to tolerate residues of urine, blood, bacteria and bacterial culture media. The common trend in nucleic acid diagnostics is to create easy-to-use assays suitable for rapid near patient analysis. The complementation probe PCR assays with a brief sample preparation should be relatively easy to automate and hence, would allow the development of highperformance nucleic acid amplification assays with a short overall assay time.

Lipase and omega-transaminase catalysis in preparation of alcohol and amine enantiomers

Enantiopure intermediates are of high value in drug synthesis. Biocatalysis alone or combined with chemical synthesis provides powerful tools to access enantiopure compounds. In biocatalysis, chemo-, regio- and enantioselectivity of enzymes are combined with their inherent environmentally benign nature. Enzymes can be applied in versatile chemical reactions with non-natural substrates under synthesis conditions. Immobilization of an enzyme is a crucial part of an efficient biocatalytic synthesis method. Successful immobilization enhances the catalytic performance of an enzyme and enables its reuse in successive reactions. This thesis demonstrates the feasibility of biocatalysis in the preparation of enantiopure secondary alcohols and primary amines. Viability and synthetic usability of the studied biocatalytic methods have been addressed throughout this thesis. Candida antarctica lipase B (CAL-B) catalyzed enantioselective O-acylation of racemic secondary alcohols was successfully incorporated with in situ racemization in the dynamic kinetic resolution, affording the (R)-esters in high yields and enantiopurities. Side reactions causing decrease in yield and enantiopurity were suppressed. CAL-B was also utilized in the solvent-free kinetic resolution of racemic primary amines. This method produced the enantiomers as (R)-amides and (S)-amines under ambient conditions. An in-house sol-gel entrapment increased the reusability of CAL-B. Arthrobacter sp. omega-transaminase was entrapped in sol-gel matrices to obtain a reusable catalyst for the preparation enantiopure primary amines in an aqueous medium. The obtained heterogeneous omega-transaminase catalyst enabled the enantiomeric enrichment of the racemic amines to their (S)-enantiomers. The synthetic usability of the sol-gel catalyst was demonstrated in five successive preparative kinetic resolutions.

Automating The User Interface Implementation Process by Code Generation

3G-radioverkon asetusten hallinnointi suoritetaan säätämällä radioverkkotietokantaan talletettavia parametreja. Hallinnointiohjelmistossa tuhannetradioverkon parametrit näkyvät käyttöliittymäkomponentteina, joita ohjelmiston kehityskaaressa jatkuvasti lisätään, muutetaan ja poistetaan asiakkaan tarpeidenmukaan. Parametrien lisäämisen toteutusprosessi on ohjelmistokehittäjälle työlästä ja mekaanista. Diplomityön tavoitteeksi asetettiin kehittää koodigeneraattori, joka luo kaiken toteutusprosessissa tuotetun koodin automaattisesti niistä määrittelyistä, jotka ovat nykyäänkin saatavilla. Työssä kehitetty generaattori nopeuttaa ohjelmoijan työtä eliminoimalla yhden aikaa vievän ja mekaanisen työvaiheen. Seurauksena saadaan yhtenäisempää ohjelmistokoodia ja säästetään yrityksen ohjelmistotuotannon kuluissa, kun ohjelmoijan taito voidaan keskittää vaativimpiin tehtäviin.

Ympäristöjärjestelmien kehittäminen rakennustuotealan yrityksen Keski-Euroopan toimipaikoissa

Tämän diplomityön tavoitteena oli antaa kehittämisehdotuksia, joilla voidaan parantaa rakennustuotealan yrityksen ympäristöjärjestelmien kustannustehokkuutta sekä ympäristöpolitiikkaan liittyvän jatkuvan parantamisen yhtenäistä toteutumista eri toimipaikoilla. Lähtökohtana olivat havainnot siitä, että melko pienissä toimipaikoissa laatu- ja ympäristöasiat kattavan toimintajärjestelmän rakentaminen ja ylläpitäminen vie paljon resursseja. Lisäksi selvitettiin uuden ISO 14001-standardiehdotuksen mahdollisia vaikutuksia käytössä oleviin ympäristöjärjestelmiin. Tutkimusmenetelminä käytettiin eri sertifiointielimille tehtyä haastattelua, toimipaikkojen ympäristövastaaville lähetettyä kyselyä, verkkosivuille kohdistettua kilpailijaseurantaa sekä selvitystä uuden ISO 14001- standardiehdotuksen muutoksista. Eri toimipaikkojen ympäristöjärjestelmien yhdistäminen saman sertifikaatin alle oli kaikkien sertifiointielinten edustajien mielestä hyvä tapa vähentää järjestelmien ulkoisesta valvonnasta aiheutuvia kustannuksia ja parantaa järjestelmien tehokkuutta. Ulkoisten kustannusten aleneminen on noin yksikolmasosa, joka syntyy ensinnäkin sertifikaattimaksujen alenemista ja toisaalta sertifiointipäivien vähenemisestä. Sertifikaattimaksut alenevat, koska yhdistetyssä järjestelmässä sertifikaatteja on vähemmän, ja sertifiointipäivien määrä vähenee, koska yhdistetyn järjestelmän ulkoisessa valvonnassa käytetään otanta -periaatetta. Kilpailijaseurannan osalta havaittiin, että yrityksen verkkosivuilla kerrottiin kilpailijoita paremmin ympäristö- sekä laatujärjestelmistä. Kehitettävää on eri maiden verkkosivujen yhtenäisyydessä ja ympäristö- ja laatupolitiikan esittämisessä. Nämä politiikat tulee olla esillä, koska järjestelmästandardit edellyttävät politiikkojen julkisuutta. Ympäristövastaaville tehdyn kyselyn perusteella havaittiin, että tällä hetkellä toimipaikoilla käytössä olevissa ympäristäjärjestelmissä on eroavuuksia. Syynä tähän on muun muassa järjestelmien eri-ikäisyys, maiden toimipaikkojen erilainen lainsäädäntö sekä erilaiset resurssit. Kehittämistä on erityisesti ympäristönnäkökohtien tunnistamisessa ja merkittävien ympäristönäkökohtien valinnassa, ympäristöjärjestelmän tavoitteissa ja päämäärissä sekä käytettävissä indikaattoreissa. Näiden osalta tulee lisätä koulutusta ja ohjeistusta. Uuden ISO 14001 -standardin muutoksia tarkasteltaessa havaittiin, ettei se aiheuta suuria muutostarpeita nykyisiin ympäristöjärjestelmiin. Standardin suurimmat muutokset ovat tulleet tekstin rakenteeseen, joka on nyt selkeälukuista ja yhteensopivampaa ISO 9001 laatuhallintastandardin kanssa. Standardi painottaa entistä standardia enemmän tuotteista aiheutuvia ympäristönäkökohtia, mutta on muistettava, että sen vaikutukset nykyisiin ympäristöjärjestelmiin tiedetään vasta, kun sitä aletaan tulkita. Tulosten perusteella päädyttiin siihen, että ympäristöjärjestelmien yhdistäminen saman sertifikaatin alle on tehokkain tapa parantaa kustannustehokkuutta sekä parantaa ympäristöpolitiikkaan liittyvää jatkuvaa parantamista. Ulkoisten kustannusten aleminen ei ole tärkein syy järjestelmien yhdistämiseen, koska yhdistämisen alkuvaiheessa se aiheuttaa sisäisten kustannusten lisääntymistä. Jatkossa yhdistämisestä voidaan odottaa myös sisäisten kustannusten säästöjä, koska yhdistäminen vähentää päällekkäistä työtä. Yrityksen ympäristöpolitiikan mukaiseen jatkuvaan parantamiseen järjestelmien yhdistäminen vaikuttaa positiivisesti usealla tavalla, ja tätä voidaan pitää kustannussäästöjä tärkeämpänä syynä sertifikaattien yhdistämiseen. Se yhtenäistää toimintatapoja ja lisää yhteistyötä, mikä vaikuttaa ympäristöpolitiikan yhtenäiseen toteutumiseen.

Suomalaisen kirjanpitolainsäädännön uudistukset 1990-luvulla - uudistusten vaikutus kansalliseen tilinpäätösinformaatioon

Tutkielman päätavoitteena oli tarkastella, kuinka suomalaisen kirjanpitolain- säädännön 1990-luvun uudistukset ovat vaikuttaneet kansalliseen tilinpäätösinformaatioon; haluttiin löytää vastaus kysymykseen, onko tilinpäätösinformaatio uudistusten myötä parantunut vai heikentynyt? Tutkielman alatavoitteena oli selvittää lukijalle kirjanpitolainsäädännön uudistuksiin johtaneita syitä ja saada lukija ymmärtämään uudistusten keskeisimmät muutokset ja lainsäädännön kehitys kokonaisuutena. Tutkielman aihealuetta lähdettiin tarkastelemaan lähinnä kirjanpitolaissa ja -asetuksessa tapahtuneiden vuosien 1993 ja 1998 uudistusten avulla sivuten kuitenkin hieman muutakin aiheen kannalta olennaista lainsäädäntöä, kuten osakeyhtiölakia. Tärkeäksi tekijäksi tutkielman päätavoitteen kannalta muodostui myös hyvän tilinpäätösinformaation määrittäminen ja käsitteen ymmärtäminen. Tutkimusta lähdettiin toteuttamaan käsiteanalyyttisen tutkimusmetodologian avulla. Tutkielman doktriinipohja muodostuu lähinnä aiemmasta käsiteanalyysistä, empiriapainotteisista kokemuksista ja tutkimustuloksista. Metodina tutkielmassa on nimenomaan ajattelun metodi. Koettelu tehdyssä tutkimuksessa ei ole varsinaista verifiointia, vaan lähinnä argumentointia ja ns. maalaisjärjen hyväksikäyttöä. Tutkimustulokset ovat etupäässä toteavia, mutta myös suosittelevia. Tutkimuksen tuloksena todettiin, että kokonaisuudessaan tilinpäätösinformaatio kansallisella tasolla on uudistusten myötä heikentynyt. Informaatiota heikentävä tekijä tutkielman perusteella on etenkin vertailukelpoisuus. Heikkoon vertailukelpoisuuteen puolestaan ovat syynä lain sallimat pitkät siirtymäajat ja vaihtoehtoiset menetelmät monissa kirjanpidollisissa perusratkaisussa. Tilinpäätöstä ja yleensäkin kirjanpitoa sääntelevästä lainsäädännöstä puuttuu yhtenäisyys. Kehitysehdotuksena todettiin, että suomalaisen tilinpäätösinformaation parantamisen edellytyksenä olisi lainsäädännön muuttaminen edelleen siten, että sieltä poistettaisiin valinnanvapaus kirjanpidollisten perusratkaisujen yhteydestä ja säädettäisiin kaikkia yrityksiä koskevat yhtenäiset säännökset. Lainsäädäntömme perusta hyvän tilinpäätösinformaation antamiselle tällä hetkellä on loppujen lopuksi suotuisa pois lukien edellä mainittu valinnanvapaus

Polymeerien erotus ultrasuodatuksella

Työssä selvitettiin suodatusolosuhteiden vaikutusta neutraalien polymeerien pidättymiseen niiden vesiliuoksia suodatettaessa. Suodatuksissa käytettiin kahta regeneroidusta selluloosasta valmistettua ultrasuodatuskalvoa (Microdyn-Nadir UC 030T ja JSC STC Vladipor C 30V). Malliaineina käytettiin polyetyleeniglykolia ja dekstraania. Kirjallisuusosassa esiteltiin aluksi lyhyesti ultrasuodatus erotusmenetelmänä. Lisäksi käsiteltiin ultrasuodatuskalvojen huokoskoon karakterisointimenetelmiä ja selvitettiin polymeerien erottumiseen ultrasuodatuksen aikana vaikuttavia tekijöitä. Työn kokeellisessa osassa tutkittiin paineen ja virtausnopeuden vaikutusta malliaineiden pidättymiseen ultrasuodatuskalvoilla. Lisäksi pyrittiin löytämään suodatusolosuhteet, joissa toinen aineista läpäisisi suodatuskalvon lähes täydellisesti toisen konsentroituessa syöttöliuokseen. Työssä myös määritettiin tutkimuksissa käytetyille kalvoille katkaisukoko, joka kuvaa kalvon kykyä pidättää moolimassaltaan erikokoisia molekyylejä. Lisäksi kokeellisessa osassa selvitettiin työssä käytettyjen kalvojen tasalaatuisuutta vertailemalla keskenään samanlaisissa suodatusolosuhteissa eri kalvopaloilla tehtyjen suodatusten tuloksia. Työssä saatiin erotettua kaksi lähes samankokoista malliaineeksi valittua neutraalia polymeeriä toisistaan siten, että toinen aine pidättyi kalvolla huomattavasti toista ainetta paremmin. Parhaimpaan erotustulokseen päästiin, kun permeaattivuo kalvon läpi oli noin 400 l/(m2 h). Tällöin suodatuspaine oli noin 2 bar ja virtausnopeus alle 2 m/s. Työn aikana määritettyjen katkaisukokojen havaittiin poikkeavan huomattavasti kalvojen valmistajien ilmoittamista arvoista, mutta olevan kuitenkin samaa suuruusluokkaa kuin muiden tutkimusryhmien vastaaville ultrasuodatuskalvoille esittämät arvot. Työn tulosten perusteella C 30V olisi hieman tasalaatuisempi kalvo kuin UC 030T.

Perustutkimus palveluinnovaatioprosessissa rahoitusalalla

Palveluinnovaatioprosessi voidaan jakaa 5 eri vaiheeseen: strategiasidonnaisuus, perustutkimus, suorituskyvyn analysointi, systeemimuutokset sekä kaupallistaminen. Tästä palveluinnovaatioprosessista voidaan johtaa perustutkimusprosessi rahoitusalalle: strategiasidonnaisuus, ideoiden luonti ja karsinta, suorituskyvyn analysointi, differointimahdollisuuksien kartoittaminen ja palveluinnovaation myynti yritysjohdolle sekä osakkaille. Strategiasidonnaisuudella varmistetaan, että yritys pysyy omalla osaamisalueellansa hyödyntämällä omia ydinkompetenssejaan. Perustutkimus osana palveluinnovaatioprosessia selvittää oleellisimmat tiedot markkinatilanteesta sekä toimii ohjaavana että karsivana tekijänä uuden tuotteen jatkotoimenpiteille. Yrityksen kyvykkyyksien mittaaminen perustutkimusta varten on oleellinen vaihe uuden palvelun vaatimien liiketoiminnallisten muutosten määrittämiseksi. Tuotedifferoinnilla voidaan luoda kilpailullista etua tuotteiden puolesta homogeenisilla markkinoilla, joissa kilpailu tapahtuu pääosin hinnoittelussa. Rahoitusalalla tuotedifferointi voi muodostua haastavaksi kuluttajien suhtautuessa konservatiivisesti uusiin tuotteisiin. Makroekonomisten tekijöiden perusteella voidaan päätellä, että suomalaiset kuluttajat ottavat lainaa tulevaisuudessakin. Asuntolaina on ollut lainamarkkinoilla luottokannan kasvun veturina ja tästä syystä uudet asuntolainan kaltaiset tuotteet voisivat olla menestyksekkäitä. Kilpailu asuntolainamarkkinoilla kulminoituu kolmen hallitsevan kilpailijan ympärille: Osuuspankki, Sampo Pankki ja Nordea. Asuntolainan kaltainen käänteinen asuntolaina voisi olla menestys markkinoilla, jos sitä pystyttäisiin differoimaan kylliksi. Markkinapotentiaali pelkälle käänteiselle asuntolainalle on tällä hetkellä liian alhainen. GE Money Finland ei myöskään pysty tarjoamaan tuotetta yhtä kilpailulliseen hintaan kuin kilpailijansa. GE Money Finlandin tulisi edellä mainituista syistä johtuen pyrkiä differoimaan käänteisen asuntolainan kaltaista tuotettaan Heloc, jotta se menestyisi markkinoilla.

Holocene Varved Lake Sediments as Records of Palaeoenvironmental Change and Geomagnetic Palaeosecular Variation in Eastern Finland

This dissertation discusses Holocene palaeoenvironmental and palaeomagnetic secular variation (PSV) records reconstructed from sediments preserved in Lake Lehmilampi (63º37´N, 29º06´E) and Lake Kortejärvi (63º37´N, 28º56´E) in eastern Finland. Several piston and freeze cores were obtained from both lakes for varve and magnetic analyses. Sediment samples were impregnated in low-viscosity epoxy and physical parameters of varves, including varve thickness and relative grey-scale values, were recorded using x-ray densitometry combined with semiautomatic digital image analysis. On average, varve records of Lehmilampi and Kortejärvi cover 5122 and 3902 years, respectively. Past solar activity, as estimated by residual ₁₄C data, compares favourably with varve thicknesses from Lehmilampi during the last 2000 years. This indicates the potential of clastic-organic varves to record sensitively climatic variations. Bulk magnetic parameters, including magnetic susceptibility together with natural, anhysteretic and isothermal remanent magnetizations, were measured to describe mineral magnetic properties and geomagnetic palaeosecular variation recorded in the sediments. Main stages in the development of the investigated lakes are reflected in the variations in the mineral magnetic records, sediment lithology and composition. Similar variations in magnetic parameters and sediment organic matter suggest contribution of bacterial magnetite in the magnetic assemblages of Lehmilampi. Inclination and relative declination records yielded largely consistent results, attesting to the great potential of these sediments to preserve directional palaeosecular variation in high resolution. The PSV data from Lehmilampi and Kortejärvi were stacked into North Karelian PSV stack, which may be used for dating homogenous lake sediments in the same regional context. Reconstructed millennial variations in relative palaeointensity results are approximately in agreement with those seen in the absolute palaeointensity data from Europe. Centennial variations in the relative palaeointensity, however, are influenced by environmental changes. Caution is recommended when using varved lake sediments in reconstructing relative palaeointensity.

Voimalaitos- ja jätevesitutkimus

Tässä työssä tutkittiin Stora Enso Oyj:n Heinolan Flutingtehtaan voimalaitos- ja jätevesien seuranta-analyysimenetelmien kehittämistä. Käytössä olevia menetelmiä vertailtiin vaihtoehtoisiin uusiin menetelmiin, jotka perustuvat erotustekniikoihin ja automaatioon. Flutingtehtaalla nykyisin käytössä olevat analyysimenetelmät perustuvat suurelta osin standardimäärityksiin, joissa käytetään pääasiassa titrausta. Määritykset vievät paljon aikaa, koska titraukset toteutetaan manuaalisesti. Titrausten päätepisteet tulkitaan esim. indikaattorin värinmuutoksella ja saostamalla, joten määritysten tarkkuus vaihtelee. Kokeellisessa osassa Flutingtehtaan puhtaista voimalaitosvesistä yhdistetty sekoitenäyte analysoitiin kahdella ionikromatografilla, liekkiatomiabsorptiospektrometrillä ja kapillaarielektroforeesilla. Yksittäisiä näytteitä ei tutkittu. Lisäksi vesilaboratoriossa määritettävistä jätevesistä yhdistettiin sekoitenäyte, joka analysoitiin kapillaarielektroforeesilla. Samat sekoitenäytteet analysoitiin myös nykyisillä menetelmillä tehtaan vesilaboratoriossa. Tulokset osoittivat, että kokeellisessa osassa tutkitut menetelmät soveltuvat sekoitenäytteen perusteella hyvin vesilaboratoriossa käytössä oleviin kuukausianalyyseihin. Automaattisella näytteensyötöllä varustettuna kaikki kolme kokeellisessa osassa tutkittua menetelmää ovat yksikertaisia käyttää ja ne nopeuttavat analyysejä. Päivittäisiä titrausanalyysejä voidaan tehostaa ja nopeuttaa automaation avulla. Erotustekniikoilla esimerkiksi typpi voidaan määrittää kokonaistyppenä, mutta myös komponentteinaan eli ammoniakkina, nitraattina ja nitriittinä. Lisäksi samalla erotuksella voidaan määrittää useita alkali- ja maa-alkalimetalleja sekä raskas-metalleja toistomittauksilla. Menetelmän käyttöalue on laajempi erotustekniikoilla kuin perinteisillä liuoskemian mittauksilla. Erotustekniikoilla tunnistetaan helposti määritysten oikeellisuus detektointimahdollisuuksien monipuolisuuden vuoksi.

Lipase-catalyzed Approaches towards Secondary Alcohols: Intermediates for Enantiopure Drugs

The use of enantiopure intermediates for drug synthesis is a trend in pharmaceutical industry. Different physiological effects are associated with the enantiomers of chiral molecules. Thus, the safety profile of a drug based on an enantiopure active pharmaceutical ingredient is more reliable. Biocatalysis is an important tool to access enantiopure molecules. In biocatalysis, the advantage of selectivity (chemo-, regio- and stereoselectivity) is combined with the benefits of a green synthesis strategy. Chemoenzymatic syntheses of drug molecules, obtained by combining biocatalysis with modern chemical synthesis steps usually consists of fewer reaction steps, reduced waste production and improved overall synthetic efficiency both in yields and enantio- and/or diastereoselectivities compared with classical chemical synthesis. The experimental work together with the literature review clearly indicates that lipase catalysis is highly applicable in the synthesis of enantiopure intermediates of drug molecules as the basis to infer the correct stereochemistry. By lipase catalysis, enantiopure secondary alcohols used as intermediates in the synthesis of Dorzolamide, an antiglaucoma drug, were obtained. Enantiopure _-hydroxy nitriles as potential intermediates for the synthesis of antidepressant drugs with 1-aryl-3- methylaminopropan-1-ol structure were also obtained with lipases. Kinetic resolution of racemates was the main biocatalytic approach applied. Candida Antarctica lipase B, Burkholderia cepacia lipase and Thermomyces lanuginosus lipase were applied for the acylation of alcohols and the alcoholysis of their esters in organic solvents, such as in diisopropyl ether and tert-butyl methyl ether. Candida Antarctica lipase B was used under solvent free conditions for the acylation of ethyl 3-hydroxybutanoate.

Simplified sample handing in mass spectrometry based protein research - focus on protein phosphorylation

The human genome comprises roughly 20 000 protein coding genes. Proteins are the building material for cells and tissues, and proteins are functional compounds having an important role in many cellular responses, such as cell signalling. In multicellular organisms such as humans, cells need to communicate with each other in order to maintain a normal function of the tissues within the body. This complex signalling between and within cells is transferred by proteins and their post-translational modifications, one of the most important being phosphorylation. The work presented here concerns the development and use of tools for phosphorylation analysis. Mass spectrometers have become essential tools to study proteins and proteomes. In mass spectrometry oriented proteomics, proteins can be identified and their post-translational modifications can be studied. In this Ph.D. thesis the objectives were to improve the robustness of sample handling methods prior to mass spectrometry analysis for peptides and their phosphorylation status. The focus was to develop strategies that enable acquisition of more MS measurements per sample, higher quality MS spectra and simplified and rapid enrichment procedures for phosphopeptides. Furthermore, an objective was to apply these methods to characterize phosphorylation sites of phosphopeptides. In these studies a new MALDI matrix was developed which allowed more homogenous, intense and durable signals to be acquired when compared to traditional CHCA matrix. This new matrix along with other matrices was subsequently used to develop a new method that combines multiple spectra from different matrises from identical peptides. With this approach it was possible to identify more phosphopeptides than with conventional LC/ESI-MS/MS methods, and to use 5 times less sample. Also, phosphopeptide affinity MALDI target was prepared to capture and immobilise phosphopeptides from a standard peptide mixture while maintaining their spatial orientation. In addition a new protocol utilizing commercially available conductive glass slides was developed that enabled fast and sensitive phosphopeptide purification. This protocol was applied to characterize the in vivo phosphorylation of a signalling protein, NFATc1. Evidence for 12 phosphorylation sites were found, and many of those were found in multiply phosphorylated peptides

Molecular modeling of asymmetric induction in heterogeneously catalyzed hydrogenation of the C=O bond

Modifiering av metallytor med starkt adsorberade kirala organiska molekyler är eventuellt den mest relevanta teknik man vet i dag för att skapa kirala ytor. Den kan utnyttjas i katalytisk produktion av enantiomeriskt rena kirala föreningar som behövs t.ex. som läkemedel och aromkemikalier. Trots många fördelar av asymmetrisk heterogen katalys jämfört med andra sätt för att få kirala föreningar, har den ändå inte blivit ett allmänt verktyg för storskaliga tillämpningar. Detta beror t.ex. på brist på djupare kunskaper i katalytiska reaktionsmekanismer och ursprunget för asymmetrisk induktion. I denna studie användes molekylmodelleringstekniker för att studera asymmetriska, heterogena katalytiska system, speciellt hydrering av prokirala karbonylföreningar till motsvarande kirala alkoholer på cinchona-alkaloidmodifierade Pt-katalysatorer. 1-Fenyl-1,2-propandion (PPD) och några andra föreningar, som innehåller en prokiral C=O-grupp, användes som reaktanter. Konformationer av reaktanter och cinchona-alkaloider (som kallas modifierare) samt vätebundna 1:1-komplex mellan dem studerades i gas- och lösningsfas med metoder som baserar sig på vågfunktionsteori och täthetsfunktionalteori (DFT). För beräkningen av protonaffiniteter användes också högst noggranna kombinationsmetoder såsom G2(MP2). Den relativa populationen av modifierarnas konformationer varierade som funktion av modifieraren, dess protonering och lösningsmedlet. Flera reaktant–modifierareinteraktionsgeometrier beaktades. Slutsatserna på riktning av stereoselektivitet baserade sig på den relativa termodynamiska stabiliteten av de diastereomeriska reaktant–modifierare-komplexen samt energierna hos π- och π*-orbitalerna i den reaktiva karbonylgruppen. Adsorption och reaktioner på Pt(111)-ytan betraktades med DFT. Regioselektivitet i hydreringen av PPD och 2,3-hexandion kunde förklaras med molekyl–yta-interaktioner. Storleken och formen av klustret använt för att beskriva Pt-ytan inverkade inte bara på adsorptionsenergierna utan också på de relativa stabiliteterna av olika adsorptionsstrukturer av en molekyl. Populationerna av modifierarnas konformationer i gas- och lösningsfas korrelerade inte med populationerna på Pt-ytan eller med enantioselektiviteten i hydreringen av PPD på Pt–cinchona-katalysatorer. Vissa modifierares konformationer och reaktant–modifierare-interaktionsgeometrier var stabila bara på metallytan. Teoretiskt beräknade potentialenergiprofiler för hydrering av kirala α-hydroxiketoner på Pt implicerade preferens för parvis additionsmekanism för väte och selektiviteter i harmoni med experimenten. De uppnådda resultaten ökar uppfattningen om kirala heterogena katalytiska system och kunde därför utnyttjas i utvecklingen av nya, mera aktiva och selektiva kirala katalysatorer.