Muscarinic toxins : characterization of adrenoceptor binding and applicability of membrane anchoring via glycosylphosphatidylinositol tail

Adrenoceptors (ARs), G-protein coupled receptors (GPCRs) at the plasma membrane, respond to endogenous catecholamines noradrenaline and adrenaline. These receptors mediate several important physiological functions being especially important in the cardiovascular system and in the regulation of smooth muscle contraction. Impairments in the function of these receptors can thus lead to severe diseases and disorders such as to cardiovascular diseases and benign prostatic hyperplasia. The Eastern green mamba (Dendroaspis angusticeps) venom has been shown to contain toxins that can antagonize the functions of GPCRs. The most well-known are muscarinic toxins (MTs) targeting muscarinic acetylcholine receptors (mAChRs) with high affinity and selectivity. However, some reports have indicated that these toxins might also act on the α1- and α2-ARs which can be divided into various subtypes; the α1-ARs to α1A-, α1B- and α1D-ARs and α2-ARs to α2A-, α2B- and α2C-ARs. In this thesis, the interaction of four common MTs (MT1, MT3, MT7 and MTα) with the adrenoceptors was characterized. It was also evaluated whether these toxins could be anchored to the plasma membrane via glycosylphosphatidylinositol (GPI) tail. Results of this thesis reveal that muscarinic toxins are targeting several α-adrenoceptor subtypes in addition to their previously identified target receptors, mAChRs. MTα was found to interact with high affinity and selectivity with the α2B-AR whereas MT7 confirmed its selectivity for the M1 mAChR. Unlike MTα and MT7, MT1 and MT3 have a broad range of target receptors among the α-ARs. All the MTs characterized were found to behave as non-competitive antagonists of receptor action. The interaction between MTα and the α2B-AR was studied more closely and it was observed that the second extracellular loop of the receptor functions as a structural entity enabling toxin binding. The binding of MTα to the α2B-AR appears to be rather complex and probably involves dimerized receptor. Anchoring MTs to the plasma membrane did not interfere with their pharmacological profile; all the GPI-anchored toxins created retained their ability to block their target receptors. This thesis shows that muscarinic toxins are able to target several subtypes of α-ARs and mAChRs. These toxins offer thus a possibility to create new subtype specific ligands for the α-AR subtypes. Membrane anchored MTs on the other hand could be used to block α-AR and mAChR actions in disease conditions such as in hypertension and in gastrointestinal and urinary bladder disorders in a cell-specific manner and to study the physiological functions of ARs and mAChRs in vivo in model organisms.

Puolustusvoimien Koulutusportaalin hyödyntäminen etätehtävien avulla 93. Kadk:n ilmasotalinjan koulutuksessa

Tämä tutkimus tarkastelee kadettikoulutuksen siirtymistä monimuoto-opetukseen ja verkkopohjaisiin oppimisympäristöihin sekä kadettien suhtautumista tähän muutokseen tapaustutkimuksen keinoin. Tapaukseksi olen valinnut 93KADK:n Ilmasotalinjan suorittaman M1-opintokokonaisuuden, joka kuului 93KADK:n ensimmäisenä opiskeluvuotenaan suorittamiin perusopintoihin. Opintokokonaisuus sisälsi neljä pääosin verkossa suoritettua kurssia, joista kolmen sisältöä tarkastelen tässä tutkimuksessa. Opintokokonaisuus suoritettiin huhtikuu 2007 – elokuu 2007 välisenä aikana. Tutkimuksen tarkoituksena on selvittää vastasiko Puolustusvoimien Koulutusportaalin hyödyntäminen etätehtävien avulla 93KADK:n ilmasotalinjan koulutuksessa verkkopedagogisia teorioita. Lisäksi haluan ottaa selvää siitä, miten kadetit kokevat verkko-opetuksen sekä miten se heidän mielestään toteutuu osana koulutusta. Tavoitteenani on, että tämä tutkimus avaisi vuoropuhelun mm. monimuoto-opetusta suunnittelevien koulutussuunnittelijoiden sekä kadettien välille, ja auttaisi kadettien opintokokonaisuuksien suunnittelussa. Tutkimuksen johtopäätöksenä voin todeta, että M1-opintokokonaisuuden toteutus vastasi pääosin verkkopedagogisia teorioita. Verkkopohjaisen oppimisympäristön monien mahdollisuuksien hyödyntäminen jäi kuitenkin vähäiseksi. Myöskin varsinaisen pedagogisen perustelun puuttuminen verkkopohjaisen oppimisympäristön käytölle haittasi opintokokonaisuuden toteutusta. Vuorovaikutuksen puute johti tilanteisiin joissa verkkopohjainen oppimisympäristö ei enää ollut opiskelua edistävä väline, vaan pikemminkin sitä jarruttava tekijä. Opiskelu ajasta ja paikasta riippumatta oli käytännön rajoitusten takia ongelmallista. Kirjallisista oppimistehtävistä löytyi kuitenkin toissijaisia hyötyjä kuten mm. tieteellisen tekstin kirjoittajana kehittyminen, joka on joissain tapauksissa auttanut ilmasotalinjalaisten kadettien kandidaatin opinnäytteiden valmistumisessa.