N-glykaaneihin vaikuttavien Golgin glykosyylitransferaasien molekulaarinen vuorovaikutus ja toiminnallinen organisaatio.

Biomolekyylien, kuten DNA:n, RNA:n ja proteiinien, rakenne-toiminta -suhdetta elävissä organismeissa on tutkittu kattavasti; silti tietämyksemme jää edelleen suuresti vajaaksi, ellei myös glykaanien osuutta molekyylien välisessä viestinnässä tutkita ja ymmärretä.

Glykaanit ovat proteiineihin ja lipideihin kiinnittyneitä haarautuneita sokeriketjuja (hiilihydraatteja). Ne välittävät solujen, solujen ja molekyylien ja proteiinien välisiä vuorovaikutuksia ja ovat välttämättömiä eliöiden kehitykselle, suojautumiselle ja toiminnalle. Toisin kuin nukleiinihappojen ja proteiinien synteesissä, missä informaatio luetaan mallista, glykaanit valmistetaan ilman mallia, ja ne ovat solutyypistä ja solun tilasta riippuvan nopean ja jatkuvan muokkauksen alaisena. Tämä sokerimolekyylien muuntelu muodostaa mukautuvan koodin, glyko-koodin, joka on välttämätön solujen erilaisiin olosuhteisiin sopeutumisessa ja selviytymisessä. Syntyvät glykaanirakenteet saadaan aikaan sokereita lisäävien entsyymien, glykosyylitransferaasien, sokereita irrottavien glykosidaasien ja sokereita siirtävien nukleotidisokeritransportterien aktiivisella yhteistyöllä. Sokeriketjujen haarautuminen alkaa solulimakalvostossa ja saatetaan päätökseen Golgin laitteessa, minkä jälkeen sokeroidut proteiinit ja lipidit kuljetetaan lopullisiin kohteisiinsa.

Tässä väitöskirjatyössä tutkittiin niitä molekulaarisia- ja olosuhdetekijöitä, jotka määrittävät glykosyylitransferaasi-entsyymien keskinäistä yhteistyötä ja niiden yhteistyötä nukleotidisokeritransportteri-entsyymien kanssa sekä elävissä soluissa että koeputki-olosuhteissa, käyttäen erilaisia biokemiallisia, biofysikaalisia ja mikroskooppisia tekniikoita.

Nämä tutkimukset paljastivat, että glykosyylitransferaasi-entsyymien vuorovaikutukset ovat herkkiä solun fysiologisille muutoksille, ja että yhdessä nukleotidisokeritransportteri-entsyymien kanssa ne muodostavat erilaisia toiminnallisia yhdistelmiä (komplekseja). Tässä väitöskirjatyössä esitetään, että näiden kompleksien tehtävänä on säädellä ja aktivoida entsyymejään sekä johdattaa tehokkaasti lähtöaineita nopean ja järjestäytyneen glykaanien-muodostusprosessin saavuttamiseen. Näin ollen, muutokset sairaiden solujen tasapainotilassa häiritsevät näitä komplekseja ja johtavat epätavallisiin glykaanirakenteisiin. Tässä väitöskirjassa kuvatun yksityiskohtaisen kompleksien organisaatiomallin osoitetaan olevan vastuussa glykomin joustavuudesta ja monimuotoisuudesta. Tällaiset kompleksit määrittävät syntyvän glykaanin rakenteen ja täten kontrolloivat solujen mukautumista ärsykkeisiin.

Yhteen vedettynä nämä tutkimukset tuovat vahvan ja merkittävän täydennyksen glykobiologian-tutkimuskenttään sekä avaavat uusia näkökulmia ymmärtää glykaanien muutoksia sairauksissa.