Hydrophobicity and lipid interactions of hydrolysable tannins

This thesis work focused on a specialized plant metabolite group called hydrolysable tannins with the aim of expanding the knowledge on their hydrophobicity, interactions with lipid membranes and antibacterial capacity. Hydrolysable tannins are known to possess many nutritionally and pharmacologically beneficial properties, which is why it is important to find the effective structures and unravel the mechanisms behind these activities. Initially, the hydrophobicities of 47 chromatographically purified and spectrometrically characterized hydrolysable tannins were determined with octanol/water partitioning measurements. These results revealed that increased flexibility of the structure and larger molecular weight increased the hydrophobicity of the compounds while rigid substituent groups and macrocyclicity decreased it. In the second and third study, the lipid interactions of hydrolysable tannins were studied with nuclear magnetic resonance (NMR) spectroscopy and isothermal titration calorimetry (ITC) using a phospholipid extract of Escherichia coli. The NMR results revealed how some hydrolysable tannins were able to penetrate to lipid moieties that reside inside the lipid bilayer structures thus verifying that hydrolysable tannins are able to perturb surface structures of lipid bilayers. Again, the more flexible structures proved to be more effective but the larger tannins were not able to perturb deep into the lipid bilayers most probably due to their bulkier structures. The thermodynamic results obtained with ITC corroborated the NMR results by showing increased interaction from the same compounds. In the final part of this work, the antibacterial capacity of selected hydrolysable tannins was evaluated against Escherichia coli and Staphylococcus aureus cultures using an untargeted NMR metabolomics approach and plated inhibition results. All the tested hydrolysable tannins showed antibacterial activity and were able to influence the bacterial metabolome of the bacterial cultures. The altered bacterial metabolome results correleted with the plated inhibition results confirming that the NMR based method was able to reveal inhibition results directly from the culture medium.-- Tämä väitöskirjatyö keskittyi erikoistuneiden metaboliittien yhdisteryhmään nimeltään hydrolysoituvat tanniinit tavoitteena laajentaa tietämystä niiden hydrofobisuudesta, vuorovaikutuksista lipidikalvojen kanssa ja antibakteerisesta kapasiteesta. HT:lla tiedetään olevan useita ravitsemuksellisesti ja farmakologisesti hyödyllisiä ominaisuuksia, minkä vuoksi onkin tärkeää löytää tehokkaat rakenteet ja selvittää niiden aktiivisuuteen liittyvät mekanismit. Aluksi 47 kromatografisesti puhdistetun ja spektrometrisesti karakterisoidun hydrolysoituvan tanniinin hydrofobisuudet määritettiin oktanoli/vesi-jakaantumiskerroin mittauksilla. Nämä tulokset osoittivat lisääntyvän rakenteen joustavuuden ja suuremman molekyylipainon kasvattavan yhdisteen hydrofobisuutta, kun taas jäykkien substituenttiryhmien ja makrosyklisyyden havaittiin alentavan sitä. Työn toisessa ja kolmannessa osassa tutkittiin hydrolysoituvien tanniinien lipidivuorovaikutuksia ydinmagneettisen resonanssispektroskopian (NMR) ja isotermisen titrauskalorimetrian (ITC) avulla käyttäen Escherichia coli:sta eristettyä lipidiuutetta. NMR-tulokset paljastivat, miten jotkut hydrolysoituvat tanniinit pystyivät tunkeutumaan lipidikaksoiskalvojen sisäosiin siten varmistaen näiden yhdisteiden kyvyn häiritä lipidikaksoiskalvojen pintarakenteita. Jälleen joustavammat hydrolysoituvat tanniinit osoittautuivat tehokkaiksi rakenteiksi, kun taas suuremmat tanniinit eivät kyenneet tunkeutumaan syvälle kaksoiskalvoon johtuen tilaavievistä rakenteistaan. ITC:n avulla saadut termodynaamiset tulokset tukivat NMR-tuloksia osoittaen vuorovaikutuksen kasvavan samoilla yhdisteillä. Lopuksi arvioimme valittujen hydrolysoituvien tanniinien antibakteerista kapasiteettia Escherichia coli ja Staphylococcus aureus -viljelmiä vastaan käyttäen kohdistamatonta NMR-metabolomiikkaa ja bakteerimaljausta. Kaikki testatut hydrolysoituvat tanniinit osoittivat antibakteerista aktiivisuutta ja kykenivät vaikuttamaan näiden bakteeriviljelmien metabolomiin. Muuttuneet bakteerimetabolomit korreloivat maljattujen inhibitiotulosten kanssa varmistaen NMR-pohjaisen menetelmän pystyvän paljastamaan inhibition suoraan viljelmän elatusaineesta

Digitalisaatio ja henkilöstön osaamistarpeet tulevaisuuden pankkimaailmassa

Digitalisaatio on muokkaamassa tulevaisuuden pankkialaa isolla kädellä. Nykyisin jo iso osa asiakkaista hoitaa pankkiasiointinsa täysin digitaalisesti. Asiakas pystyy itse hoitamaan päivittäisen pankkiasiointinsa älypuhelimen sovellusten kautta. Asiakastapaamiset hoidetaan nykyisin myös yhä useammin joko puhelimen välityksellä tai verkkotapaamisina. Opinnäytetyön tarkoituksena oli selvittää, miten pankin henkilöstö kokee digimuutoksen ja minkälaisia osaamisalueita tulevaisuuden pankkityöntekijät tarvitsevat. Lisäksi työssä käytiin läpi niin pankin vastuuta henkilöstön kouluttamiseen kuin myös esimiestyön vaativuutta muuttuvassa pankkimaailmassa. Toimeksiantaja työssä toimi finanssi- ja pankkialan toimija. Opinnäytetyön tietoperustan ensimmäinen osa koostuu finanssialan ja pankkialan yleisestä läpikäymisestä. Toisessa osiossa käydään läpi tarkemmin digitalisaatiota ja nimenomaan digitalisaatiota pankkimaailmassa, sen mahdollisuuksia sekä haasteita. Tietoperustassa on myös käyty läpi johtamista digimuutoksen aikakaudella. Opinnäytetyön tutkimusosa tehtiin sähköpostihaastatteluna neljälle eri työtehtävissä oleville finanssisektorin työntekijöille. Mukana oli esimies, kouluttaja, kivijalkakonttorin työntekijä sekä onlinekonttorin työntekijä. Kysymyksiä oli yhteensä kymmenen kahdesta eri osa-alueesta, digitalisaation nykytila ja kehityssuunnat sekä digitaalisen osaamisen kehittyminen ja johtaminen. Haastateltavat vastasivat avoimiin kysymyksiin anonyymisti. Haastatteluiden perusteella finanssialantyöntekijän työnkuva on muuttunut muutaman vuoden takaiseen tilanteeseen verrattuna. Henkilöstöltä vaaditaan jo vahvaa digiosaamista pankin omien sovellusten ja työkalujen käytössä, jotta he osaavat opastaa asiakkaita niiden käytössä. Henkilöstöltä vaaditaan henkilökohtaista kiinnostusta uusia sovelluksia kohtaan ja ennakkoluulotonta otetta niiden käyttöönotossa. Työnantajan vastuulla on tarjota tarvittava koulutus uusien sovellusten ja työkalujen käyttöön. Kaikkien työntekijöiden koulutukseen on tärkeää panostaa, jotta he pysyvät mukana digimuutoksessa. Koulutuksia toivottiin kuitenkin järjestettävän eri osaamistasolla oleville toimihenkilöille eri tavalla. Haastateltavat kokivat lisäksi, että pankin on tärkeää osata tuoda esille omaa digistrategiaansa voimakkaammin henkilöstölle ja avata sen hyötyjä. Tämä liittyy tärkeästi esimiehen vastuuseen osata avata alaisilleen yrityksen strategiaa tarkemmin ja uusien ratkaisujen hyötyjä niin työntekijöille kuin asiakkaillekin.Digitalization is shaping the future of banking. Nowadays many of the customers handle their banking completely digitally. Customers can handle their everyday banking through smartphone applications. Customer meetings are carried out often by phone or as online meetings. The purpose of the thesis was to consider how the personnel in the bank sees the digital transformation and what kind of skills will they require in the future. The thesis also considered the employers responsibility in the training of the personnel and how will the digitalization affect the leadership skills of the supervisors. The client for the thesis was a company from the financial sector. The first part of the thesis theory consists of finance and banking general knowledge. The second part goes through digitalization in general and more precisely digitalization in the banking and its possibilities and challenges. The theory also goes through leadership in digitalization. The research part of the thesis consists of an email interview sent out to four different employees in the financial sector. The employees consisted of a supervisor, a trainer, an office worker and an online worker. There were ten questions in total of two different categories. These categories were the present state of digitalization and how to improve ones digital knowledge in the future. The answers were written down anonymously. Based on the interview, the job description of a bank employee has changed a lot compared to the situation few years back. It takes a lot more digital knowledge of the personnel to be able to use all the applications and tools that you use in the job daily. It is also important that the personnel can help customers with their questions regarding new applications. The employees should have a personal interest in new applications and an openminded approach with them. It is the responsibility of the employer to offer enough training regarding these new apps and tools. It is important to have this training available for everyone. The interviewees wished that the training sessions could be done in different groups based on their level of knowledge. They also felt that it is important for the bank to bring out more of their digital strategy and how it will improve the employees and the customer satisfaction. This is also important for the supervisors in that they should take more responsibility with opening the banks strategy further to employees

Effect of bonding and post length to the dislodgement characteristics of fiber reinforced composite root canal post

Purpose: The aim of this in vitro study was to investigate the forces needed to dislodge bonded and mechanically attached individually formed fiber-reinforced composite (FRC) posts from a simulated root canal. Materials and Methods: Two different groups of FRC posts were made. The first group simulated bonded individually formed FRC posts and the second group simulated mechanically attached individually formed FRC posts to a root canal. The fiber post material in both groups (everStick Post, GC Corporation) consisted of unidirectional E-glass fiber reinforcement in a semi-interpenetrating polymer network (IPN) polymer matrix. The fiber material was formed into posts (diameter of 1.5-1.6 mm) by rolling it between two microscope glasses and light-polymerizing it. Different post lengths were made. Artificial root canals were made by drilling holes in polymethylmethacrylate (PMMA) blocks. The final post lengths inside the blocks in both groups were: 2, 3, 4 and 6 mm (n= 6/length). FRC posts in the blocks were tested with a 2-point bending test where the load was applied 0.5 mm from the end of the post. Results: Both length and bonding had a significant effect on the dislodgement force (p < 0.001). The shortest posts differed statistically significantly from the other post lengths (p< 0.05). Greater force was needed to dislodge bonded FRC posts compared to not bonded FRC posts in every tested post length. The minimum post length inside the artificial root canal to achieve adequate mechanical retention, i.e. without bonding to simulated root was 3 mm. Conclusion: This study highlighted the importance of good bonding of FRC posts to root canal

Ajoneuvojen luokittelu värähtelysignaalin avulla

Innoroad kehittää tienmittausteknologiaa, joka toimiessaan mahdollistaa tiellä kulkevan liikenteen, tien kunnon ja sääolosuhteiden automatisoidun seurannan. Monet käytössä olevat menetelmät joko mittaavat tien kuntoa tai seuraavat liikennevirtaa. Tutkimuksen tavoitteena oli kehittää tilastollinen malli, jolla voidaan automaattisesti tunnistaa tietä käyttävän ajoneuvon kokoluokka sen aiheuttaman värähtelyn perusteella. Automaattisesti toimiva malli auttaisi tienkäytön seuraamisessa ja tien kulumisen arvioinnissa. Tavoitteena oli myös löytää tunnistamisen kannalta tärkeät taajuudet, mikä mahdollisesti auttaisi värähtelymittareiden kehittämisessä. Tutkimusaineisto kerättiin Muoniosta valtatieltä 21 tien varteen ja sen yli asennetuilla värähtelymittareilla. Aineistona käytettiin ajoneuvojen ylityshetkiä. Raakamuotoisen datan lisäksi mallinnuksessa käytettiin myös taajuustasolle muunnettua aineistoa sekä tietoa havaitusta rengasparien lukumäärästä. Näihin aineistoihin sovitettiin erilaisia tilastollisia- ja koneoppimismalleja, joilla pyrittiin löytämään eri ajoneuvoluokille ominaisia piirteitä. Lisäksi yritettiin eri menetelmillä löytää taajuuksia, joilla eri ajoneuvoluokille ominaiset piirteet ilmenevät. Tutkimuksen perusteella ajoneuvoluokkien automaattinen tunnistaminen onnistuu tyydyttävällä luotettavuudella värähtelysignaalin avulla. Suurin ongelma tunnistamisessa oli kevyiden (mm. porras- ja viistoperäiset- sekä farmariautot) ja keskikokoisten (mm. paketti- ja tila-autot sekä katumaasturit) ajoneuvojen erottaminen toisistaan. Ajoneuvoluokkien tunnistuksen kannalta tärkeät taajuudet sijaitsivat välillä 1 Hz - 15 906 Hz. Huomattiin kuitenkin, että enemmistö näistä taajuuksista sijaitsee käytetyn taajuusvälin 1 Hz - 16 000 Hz alkupäässä. Ajoneuvoluokan tunnistaminen käytetyillä malleilla tapahtuu siis matalammilla taajuuksilla

Partition Coefficients (logP) of Hydrolysable Tannins

The partition coefficients (logP) betweenn-octanol and water of 47 purified and characterized hydrolysable tannins were measured with the shake flask method utilizing UPLC and HPLC with UV detection. Results show that galloyl glucoses and gallotannins are clearly more hydrophobic than ellagitannins but the differences in hydrophobicity within ellagitannins are more varied than within galloyl glucoses or gallotannins. Most notable structural features that were found to influence the hydrophobicity of ellagitannins were the number of free galloyl groups, acyclic versus cyclic polyol, substitution of the anomeric position of glucose and(4)C(1)versus(1)C(4)conformation of the glucopyranose core

Modulating sustained drug release from nanocellulose hydrogel by adjusting the inner geometry of implantable capsules

Nanocellulose hydrogel has been shown to be an excellent platform for drug delivery and it has been lately studied as an injectable drug carrier. 3D printing is an effective method for fast prototyping of pharmaceutical devices with unique shape and cavities enabling new types of controlled release. In this study, we combined the versatility of 3D printing capsules with controlled geometry and the drug release properties of nanocellulose hydrogel to accurately modulate its drug release properties. We first manufactured non-active capsules via 3D printing from biocompatible poly(lactic acid) (PLA) that limit the direction of drug diffusion. As a novel method, the capsules were filled with a drug dispersion composed of model compounds and anionic cellulose nanofiber (CNF) hydrogel. The main benefit of this device is that the release of any CNF-compatible drug can be modulated simply by modulating the inner geometry of the PLA capsule. In the study we optimized the size and shape of the capsules inner cavity and performed drug release tests with common beta blockers metoprolol and nadolol as the model compounds. The results demonstrate that the sustained release profiles provided by the CNF matrix can be accurately modulated via adjusting the geometry of the 3D printed PLA capsule, resulting in adjustable sustained release for the model compounds.Peer reviewe

Interactions between Hydrolysable Tannins and Lipid Vesicles from Escherichia coli with Isothermal Titration Calorimetry

Isothermal titration calorimetry (ITC) was used to study the interactions between hydrolysable tannins (HTs) and lipid vesicles prepared from a phospholipid extract of Escherichia coli (E. coli). A group of 24 structurally different HTs was selected, and structural differences affecting their affinities to interact with lipid vesicles in aqueous buffered media were identified. In general, the interactions between HTs and lipid vesicles were exothermic in nature, and ITC as a technique functioned well in the screening of HTs for their affinity for lipids. Most notably, the galloyl moiety, the structural flexibility of the entire tannin structure, the hydrophobicity of the tannin, and higher molecular weight were observed to be important for the stronger interactions with the lipids. The strongest interactions with lipids were observed for rugosins D and G. It was also observed that some HTs with moderate hydrophobicities, such as geraniin, chebulagic acid, and chebulinic acid, did not have any detectable interactions with the lipid vesicles, suggesting that a hydrophobic structure alone does not guarantee an affinity for lipids.</p

Interactions between Hydrolysable Tannins and Lipid Vesicles from Escherichia coli with Isothermal Titration Calorimetry

Isothermal titration calorimetry (ITC) was used to study the interactions between hy- drolysable tannins (HTs) and lipid vesicles prepared from a phospholipid extract of Escherichia coli (E. coli). A group of 24 structurally different HTs was selected, and structural differences affecting their affinities to interact with lipid vesicles in aqueous buffered media were identified. In general, the interactions between HTs and lipid vesicles were exothermic in nature, and ITC as a technique functioned well in the screening of HTs for their affinity for lipids. Most notably, the galloyl moiety, the structural flexibility of the entire tannin structure, the hydrophobicity of the tannin, and higher molecular weight were observed to be important for the stronger interactions with the lipids. The strongest interactions with lipids were observed for rugosins D and G. It was also observed that some HTs with moderate hydrophobicities, such as geraniin, chebulagic acid, and chebulinic acid, did not have any detectable interactions with the lipid vesicles, suggesting that a hydrophobic structure alone does not guarantee an affinity for lipids

Influence of the Hydrolyzable Tannin Structure on the Characteristics of Insoluble Hydrolyzable Tannin-Protein Complexes

Precipitation of bovine serum albumin (BSA) by 21 hydrolyzable tannins (HTs) and the characteristics of the insoluble complexes were studied stoichiometrically by ultra-performance liquid chromatography. With regard to HT monomers, the protein precipitation and the characteristic of the formed precipitates were unique for each studied HT and depended upon the functional groups present in the structures. The monomeric units comprising the oligomers formed the functional units important for the protein precipitation capacity, and small structural differences among the monomer units were less important than the overall oligomer size and flexibility. In addition, the greater tendency of certain HTs to form insoluble complexes when mixed with BSA was partially linked to the higher self-association and consequent stronger cooperative binding of these HTs with BSA

Ellagitannin-Lipid Interaction by HR-MAS NMR Spectroscopy

Ellagitannins have antimicrobial activity, which might be related to their interactions with membrane lipids. We studied the interactions of 12 different ellagitannins and pentagalloylglucose with a lipid extract of Escherichia coli by high-resolution magic angle spinning NMR spectroscopy. The nuclear Overhauser effect was utilized to measure the cross relaxation rates between ellagitannin and lipid protons. The shifting of lipid signals in 1H NMR spectra of ellagitannin-lipid mixture due to ring current effect was also observed. The ellagitannins that showed interaction with lipids had clear structural similarities. All ellagitannins that had interactions with lipids had glucopyranose cores. In addition to the central polyol, the most important structural feature affecting the interaction seemed to be the structural flexibility of the ellagitannin. Even dimeric and trimeric ellagitannins could penetrate to the lipid bilayers if their structures were flexible with free galloyl and hexahydroxydiphenoyl groups