Search

Total enzymatic hydrolysis of the polysaccharides in lignocellulosic biomass to monosaccharides is currently a focus research area. The monosaccharides obtained from lignocellulose hydrolysis can be used for the production of platform chemicals and biofuels, most notably ethanol. One major challenge in the commercialization of lignocellulosic ethanol production is the recalcitrance of lignocellulosics towards enzymatic hydrolysis, necessitating efficient pretreatment of the lignocellulosic feedstock. Certain ionic liquids (ILs, salts with melting points below 100 °C) dissolve cellulose and even lignocellulosic biomass and are as such interesting candidates for pretreatment technology. However, cellulose-dissolving ILs have been found to severely inactivate the hydrolytic enzymes (cellulases) employed in cellulose hydrolysis. This work focuses on elucidating how certain ILs affect the action of cellulases in cellulose hydrolysis. The main emphasis was on the action of purified monocomponent Trichoderma reesei cellulases, but some commercial cellulase preparations were also studied in IL matrices. Hydrolysis experiments were made in solutions containing up to 90% of the two cellulose-dissolving ILs 1-ethyl-3-methylimidazolium acetate ([EMIM]AcO) and 1,3-dimethylimidazolium dimethylphosphate ([DMIM]DMP). The presence of increasing amounts of IL led to decreasing yields of solubilised saccharides in enzymatic hydrolysis. Depending on the IL and cellulase, no soluble saccharides were released in hydrolysis matrices containing over 40–50% IL. There were clear differences in the severity of the effects of different cellulose-dissolving ILs on cellulase action. [EMIM]AcO was generally more harmful for cellulase action than [DMIM]DMP. Pure [EMIM]AcO completely inactivated T. reesei endoglucanase in 4 h in residual activity measurements, whereas pure [DMIM]DMP supported considerable cellulase activity for at least three days. These results were confirmed by time curves of mic, Enzymatisk totalhydrolys av lignocellulosans polysackarider till monosackarider är för tillfället ett mycket aktivt forskningsområde. De sålunda producerade monosackariderna kan användas som råvara vid tillverkningen av plattformkemikalier och biobränslen, av vilka särskilt kan nämnas etanol. En av de största utmaningarna i kommersialiseringen av etanoltillverkning från lignocellulosa är lignocellulosans motståndskraft mot enzymatisk hydrolys. Därför behövs effektiva förbehandlingsmetoder då lignocellulosan används som råvara. Vissa jonvätskor (definierade som salt med smältpunkt under 100 °C) löser cellulosa och till och med fullständig lignocellulosa. Jonvätskorna utgör sålunda ett intressant alternativ som förbehandlingsteknologi för lignocellulosa. Jonvätskorna har emellertid i hög grad konstaterats inaktivera de hydrolytiska enzymer, cellulaser, som används i cellulosahydrolys. Detta arbete har haft som målsättning att klargöra hur cellulosalösande jonvätskor påverkar cellulasernas funktion i cellulosahydrolys. I första hand undersöktes hur funktionen hos cellulaser renade till enkomponentpreparat från Trichoderma reesei, men också hos kommersiella cellulaspreparat, påverkades i vissa jonvätskelösningar. Hydrolysexperimenten utfördes i lösningar med upp till 90 % jonvätska (1-etyl-3-metylimidazolium acetat ([EMIM]AcO) eller 1,3-dimetylimidazolium dimetylfosfat ([DMIM]DMP)). En ökande mängd jonvätska ledde till avtagande hydrolysutbyten i form av lösliga sackarider i enzymatisk hydrolys. Beroende på kombinationen av jonvätska och cellulas observerades ingen tillkomst av lösliga sackarider när jonvätskekoncentrationen steg över 40–50 %. De olika jonvätskorna var i olika utsträckning skadliga för cellulasernas funktion. [EMIM]AcO var i allmänhet mer skadlig än [DMIM]DMP för cellulasernas funktion. Ren [EMIM]AcO inaktiverade T. reesei endoglukanas fullständigt på mindre än 4 h, medan betydande restaktiviteter mättes efter inkubation i [DMIM]DMP under åtminstone tre, Lignoselluloosan entsymaattista totaalihydrolyysiä tutkitaan nykyisin hyvin aktiivisesti. Lignoselluloosassa olevien polysakkaridien hydrolyysistä syntyviä monosakkarideja voidaan käyttää raaka-aineina kemikaalien, polymeerien ja biopolttoaineiden, erityisesti etanolin, tuotannossa. Iso haaste lignoselluloosapohjaisen etanolituotannon kaupallistamisessa on lignoselluloosan monimutkainen rakenne, joka vaikeuttaa entsymaattista hydrolyysiä. Tehokkaiden, lignoselluloosaa avaavien esikäsittelymenetelmien kehittäminen on siis tärkeää. Tietyt ioninesteet, jotka määritellään suoloiksi, joiden sulamispiste on alle 100 °C, liuottavat selluloosaa ja jopa lignoselluloosaa. Ne ovatkin hyvin mielenkiintoisia käytettäviksi lignoselluloosan esikäsittelyssä. Selluloosaa liuottavien ioninesteiden on kuitenkin todettu inaktivoivan hydrolyyttisiä entsyymejä, sellulaaseja, joita käytetään selluloosan totaalihydrolyysissä. Tässä työssä selvitettiin, miten tietyt ioninesteet vaikuttavat sellulaasien toimintaan selluloosan hydrolyysissä. Työssä tutkittiin pääasiassa Trichoderma reesei -homeen tuottamien ja puhdistettujen sellulaasien sekä myös joidenkin kaupallisesti saatavien sellulaasituotteiden toimintaa vesipitoisissa ioninesteliuoksissa. Hydrolyysikokeita tehtiin selluloosalla vesiliuoksissa, joiden ioninestepitoisuus vaihteli; suurimmillaan se oli 90 % (joko 1-etyyli-3-metyylimidatsoliumi asetaatti ([EMIM]AcO) tai 1,3-dimetyylimidatsoliumi dimetyylifosfaatti ([DMIM]DMP)). Kasvavat ioninestepitoisuudet aiheuttivat hydrolyysisaannon pienenemisen selluloosan entsyymaattisessa hydrolyysissä. Riippuen sellulaasin ja ioninesteen yhdistelmästä liukenevia mono- ja oligosakkarideja ei syntynyt lainkaan hydrolyyseissä, joissa oli enemmän kuin 40–50 % ioninestettä. Selluloosaa liuottavien ioninesteiden vaikutuksessa sellulaasien toimintaan oli selviä eroja. [EMIM]AcO haittasi enemmän sellulaasien toimintaa kuin [DMIM]DMP. Puhtaassa [EMIM]AcO:ssa T. reesein endoglukanaasi inaktivoitui täysin ne

Milk proteins, sodium caseinate (CN) and whey protein isolate (WPI) are used in food industries as emulsifiers. The stability of an O/W emulsion is dependent on the electrostatic and steric repulsion provided by the interfacial proteins against droplet aggregation or lipid oxidation. Therefore, modifications of the surface charge or the interfacial conformation of protein emulsifiers are expected to enhance their emulsifying properties and emulsion stability. In this present work, sodium caseinate and whey protein isolate were modified by different chemical and enzymatic approaches. The modified proteins were characterized using multiple techniques, and the effect of these modifications on emulsifying properties of proteins and emulsion stability was investigated. Succinylation converts the positively charged amino groups into negatively charged carboxyl groups, lowering the isoelectric point (pI) of protein. The ethylene diamine (EDA) modification worked in the opposite way, leading to an increased pI. The extent of these two modifications was studied using SDS-PAGE and MALDI-TOF mass spectrometry. The pI of succinylated and EDA modified milk proteins was studied using zeta-potential measurement. As a result, the succinylation to full extent altered the pI of CN from 4.2 to 2.7, and the EDA modification shifted the pI of CN and WPI from 4.2 to 9.4 and from 4.9 to 9.5 respectively. The pH stability of emulsion made with the modified milk proteins was monitored by following the increase of particle size during storage. The results suggested that succinylation and EDA modification could enhance the emulsion stability at pH 4 7 by increasing the electrostatic repulsion between droplets. Regarding the enzymatic modification of milk proteins, the laccase and transglutaminase (Tgase) catalyzed cross-linking were applied on WPI and CN respectively. In order to improve the reactivity of WPI towards the laccase, a vanillic acid modification was carried out to incorporate add, Maitoproteiinivalmisteita, kuten natriumkaseinaattia (CN) ja heraproteiinia (WPI) käytetään elintarviketeollisuudessa emulgaattoreina. Öljy-vesiemulsioiden säilyvyyteen vaikuttavat sekä fysikaaliset tekijät, kuten öljypisaroiden yhdistyminen ja pintaannousu, että kemialliset tekijät kuten rasvan hapettuminen vesiympäristössä. Öljyn ja veden rajapintaa stabiloivat proteiinit vaikuttavat näihin molempiin: sähköiset vuorovaikutukset sekä steeriset tekijät säätelevät öljypisaroiden välistä kontaktia ja aineensiirtoa rajapinnan läpi. Proteiiniemulgaattoreiden konformaation tai varauksen muokkaaminen muuttaa niiden emulgointiominaisuuksia ja voi siten oletettavasti parantaa emulsion säilyvyyttä halutuissa olosuhteissa. Tässä työssä käytettiin useita eri menetelmiä, joilla tutkittiin natriumkaseinaatin ja heraproteiinin entsymaattisen ja kemiallisen muokkauksen vaikutusta niiden emulgaattoriominaisuuksiin. Proteiinien sukkinylaatio eli meripihkahapon liittäminen muuttaa positiivisesti varatut aminoryhmät negatiivisesti varautuneiksi karboksyyliryhmiksi, jolloin proteiinin isoelektrinen piste (pI) alenee. Muokkaaminen etyleenidiamiinilla (EDA) vaikuttaa vastakkaisella tavalla, jolloin pI kohoaa. Proteiinin muokkautuminen osoitettiin käyttäen geelielektroforeesia (SDS-PAGE) ja massaspektrometriaa (MALDI-TOF). Muokattujen maitoproteiinien isoelektriset pisteet (nettovaraus nolla) määritettiin käyttäen zetapotentiaalimittausta, jossa proteiinin nettovaraus määritetään pH:n funktiona. Kaikkien aminoryhmien sukkinyloituminen alensi natriumkaseinaatin isoelektrisen pisteen 4,2:sta 2,7:ään. EDAlla muokkaaminen puolestaan nosti natriumkaseinaatin ja heraproteiinin isoelektrisen pisteen 4,9:stä 9,5:een. Muokatuilla proteiineilla stabiloitujen emulsioiden säilytyksen aikana tapahtuvia muutoksia seurattiin emulsioiden pisarakokoa mittaamalla. Tulosten mukaan sukkinylaatio ja EDA-käsittely voivat lisätä emulsion pysyvyyttä pH-alueella 4-7, mikä johtuu pisaroiden välisen sähköisen hylki

Salmon backbones, co-streams of salmon processing industry, were transformed into stable, odour-free ingredients for cosmetics. First, the backbones were hydrolysed using commercial proteases (Bromelain + Papain, Trypsin, Corolase® 7089 and Protamex®) in order to accomplish the release of fish protein hydrolysates (FPH), which showed antioxidant activity and aptitude to inhibit skin-degrading and inflammatory enzymes. However, due to the FPH instability in aqueous solution and propensity for microbial contamination, their bioactive properties were entirely lost only after 24 h. To overcome the low stability and prevent the effect loss, a sonochemical technology was then employed to transform the FPH into stable tea tree oil-filled bioactive peptide-shell nanospheres (NS). Such transformation boosted the FPH antioxidant potential, which was further reflected in protection of fibroblasts from UV damage. In the form of NSs, the FPH resisted microbial contamination for more than 6 months and presented antimicrobial activity against Escherichia coli and Staphylococcus aureus. In addition, the fish odour was eliminated after the NSs processing, thus addressing this important challenge for using fish raw materials in cosmetics. This work suggests an alternative high value use of the fishery co-streams and expands their application potential beyond their current use as fish or animal feed, Peer Reviewed, Postprint (author's final draft)

Utilisation of non-edible, renewable lignocellulosic biomass for the production of second generation biofuels and chemicals is hindered especially by the high price of enzymes needed for biomass degradation. Filamentous fungi are natural producers of enzymes active against plant cell wall polymers. Especially the ascomycota fungus Trichoderma reesei is widely utilised in the industry for the production of cellulases and hemicellulases. However, the efficiency of enzyme production needs to be further improved in order to ensure economical production of biobased products. Several environmental factors affect protein production by filamentous fungi. Cellulase and hemicellulase genes of T. reesei are activated by inducer molecules derived from different substrates. The need for cooperation of different hydrolytic enzymes for the total degradation of plant cell wall material has led to coordinated expression of these genes. However, the extent and timing of induction can vary between different genes and especially the hemicellulase genes aredifferentially induced by various substrates. The direct regulation of cellulase and hemicellulase genes by transcriptional regulators has been widely studied and several activators and repressors of these genes have been characterized in detail. However, little is still known concerning the exact regulatory pathways and mechanisms utilised by the fungus for the accurate timing and composition of the hydrolytic enzymes produced. In this study, a genome-wide transcriptional analysis of T. reesei gene expression at different ambient pH conditions was conducted in order to identify genes affected by extracellular pH. The role of a T. reesei orthologue for the characterized pH regulator, PacC, in the expression of cellulase and hemicellulase genes was also studied. An extensive induction experiment together with transcriptional profiling was then utilised to study the effects of several different substrates on the expression of genes enco, Biomassan hajotukseen tarvittavien entsyymien korkea hinta vaikeuttaa uusiutuvien lignoselluloosasta rakentuvien biomassamateriaalien käyttöä toisen sukupolven biopolttoaineiden ja kemikaalien tuotantoon. Rihmamaiset sienet tuottavat luonnostaan kasvien soluseinämateriaalia hajottavia entsyymejä. Varsinkin Trichoderma reesei sientä käytetään laajasti teollisuudessa sellulaasien ja hemisellulaasien tuottoon. Sienen entsyymintuottokykyä tulee kuitenkin parantaa vielä entisestään, jotta biopohjaisten tuotteiden kustannustehokas tuotto voidaan varmistaa. Useilla eri ympäristötekijöillä tiedetään olevan vaikutusta rihmamaisen sienen proteiinintuottoon. T. reesei -sienen sellulaasi- ja hemisellulaasigeenit aktivoituvat erilaisista substraateista muodostuvien indusorien välityksellä. Kasvimateriaalin hajotukseen tarvitaan useiden eri entsyymien yhteistyötä, mikä on johtanut entsyymejä koodaavien geenien koordinoituun ekspressioon. Induktion voimakkuus ja ajoitus voivat kuitenkin vaihdella eri geenien välillä, ja erityisesti hemisellulaasigeenien induktiossa on havaittu vaihtelua myös eri substraattien välillä. Sellulaasi- ja hemisellulaasigeenien säätelyä spesifisten transkriptiofaktoreiden välityksellä on tutkittu laajasti ja useita aktivaattoreita ja repressoreja on karakterisoitu. Entsyymien tuoton ajoittamiseen ja optimaalisen entsyymiseoksen tuottamiseen tarvittavista säätelymekanismeista tiedetään silti vielä melko vähän. Solun ulkopuolisen pH:n vaikutusta T. reesei -sienen geeniekspressioon tutkittiin genominlaajuisella transkriptioanalyysillä. Analyysin tavoitteena oli tunnistaa pH:n muutokseen reagoivia geenejä. Lisäksi tunnetun, pH-säätelystä vastaavan pacC-geenin ortologin roolia T. reesein sellulaasi- ja hemisellulaasigeenien ekspression säätelyssä tutkittiin. Laajaa induktiokoetta yhdistettynä transkriptioanalyysiin hyö-dynnettiin tutkittaessa eri substraattien vaikutusta CAZy-geenien ekspressioon. Lisäksi transkriptiodataa hyödynnettiin uusien, sellulaasi- ja

The establishment of microbial populations in the gastrointestinal (GI)-tract is a complex process, involving microbial and host interactions eventually resulting in a dense and stable population. Recently, the identification of microbial species from fecal samples has become more accurate with the use of 16S RNA gene-based methods. However, although these molecular-based detection methods have apparent benefits over culture-based techniques, they involve potential pitfalls that should be taken into consideration when studying the fecal microbiota, such as the storage conditions and deoxyribonucleic acid (DNA)-extraction. Therefore, the effects of different storage conditions and DNA-extraction protocols on fecal samples were evaluated in this study. Whereas the DNA-extraction protocol did not affect the numbers of Bac-teroides spp., the abundance of this group showed a significant decrease after one week s storage at -20°C. Furthermore, the numbers of predominant bacteria, Eubacterium rectale group, Clostridium leptum group, bifidobacteria and Atopobium group, were significantly higher in samples stored at -70°C after mechanical DNA-extraction than after enzymatic DNA-extraction as detected with real-time PCR (qPCR). These results indicate that rigorous mechanical lysis leads to the detection of higher bacterial numbers from human fecal samples than enzymatic DNA-extraction. Therefore, the use of different DNA-extraction protocols may partly ex-plain contradictory results reported in previous studies. The composition of the human intestinal microbiota is influenced by host-specific factors such as age, genetics and physical and chemical conditions encountered in the GI-tract. On the other hand, it is modulated by environmental factors with impact on the host during the lifespan, such as diet. The impact of diet on the gut microbiota has usually been assessed by subjecting people to the same controlled diet, and thereafter following the shifts in the microbiota. In, Perustaminen mikrobipopulaatioidenruoansulatuskanavan (GI)- suolikanavan onmonimutkainen prosessi , johon mikrobi-ja isännän vuorovaikutukset lopulta tuloksenatiivis ja vakaa väestöstä. Äskettäin tunnistaminen mikrobi- lajien ulostenäytteet on tullut tarkempi käytön 16S RNA-geeniä - menetelmiä . Vaikka nämä molekyylipohjaisia ​​analyysimenetelmiä on ilmeistä hyötyä yli kulttuuri - tekniikat , niihin liittyy mahdollisia sudenkuoppia , jotka olisi otettava huomioon , kun tutkitaanulosteen mikrobiston , kutensäilytysolosuhteet ja deoksiribonukleiinihappo ( DNA ) - uutto . Siksivaikutuksia eri säilytysolosuhteet ja DNA - uutto pöytäkirjat ulostenäytteet tutkittiin tässä tutkimuksessa . Ottaa huomioon, että DNA - uutto -protokollaa ei vaikuttanut numerot Bac - teroides spp . ,Runsaasti tämä ryhmä osoittimerkittävää laskua yhden viikon varastoinnin -20 ° C: ssa Lisäksinumerot hallitseva bakteereja , Eubacterium rectale ryhmä , Clostridium leptum ryhmä , bifidobakteerien ja Atopobium ryhmä , olivat huomattavasti korkeammat näytteitä säilytetään -70 ° C mekaanisen DNA - uutto kuin entsymaattisen DNA - uutto havaita reaaliaikainen PCR- ( qPCR ) . Nämä tulokset osoittavat, että tiukka mekaaninen hajoaminen johtaahavaitseminen bakteereihin ihmisen ulostenäytteissä kuin entsymaattinen DNA - uutto . Siksierilaisten DNA - uutto protokollia osittain ex - tavallinen ristiriitaisia ​​tuloksia raportoitu aiemmissa tutkimuksissa . Koostumusihmisen suoliston mikrobisto vaikuttavat Isäntäspesifinen tekijät, kuten ikä, perimä ja fysikaaliset ja kemialliset olosuhteet kohdataanGI - suolikanavan . Toisaalta , se moduloidaan ympäristötekijät , jotka vaikuttavatisäntä elinkaaren aikana , kuten ruokavalio . Ruokavalion vaikutussuoliston mikrobiston on yleensä arvioitu alistamalla ihmisiäsamaan ruokavaliota , ja sen jälkeen kunmuutoksiamikrobiston . Tässä tutkimuksessa ,vakinainen ravinnosta monozygotic kaksoset liittyiulosteen mikrobiston com - asema , joka analysoitiin qPCR ja Denaturing Gra

Lignin, a major non-carbohydrate polymer in lignocellulosic plant biomass, restricts the action of hydrolytic enzymes in the enzymatic hydrolysis of lignocellulosic feedstocks. Non-productive enzyme adsorption onto lignin is a major inhibitory mechanism, which results in decreased hydrolysis rates and yields and difficulties in enzyme recycling. The mechanisms of non-productive binding are poorly understood; therefore, in this thesis, enzyme-lignin interactions were studied using isolated lignins from steam pretreated and non-treated spruce and wheat straw as well as monocomponent cellulases with different modular structures and temperature stabilities. The origin of the isolated lignin had an undisputable effect on non-productive binding. Ultrathin lignin films, prepared from steam pretreated and non-treated lignin preparations, were employed in QCM adsorption studies in which Trichoderma reesei Cel7A (TrCel7A) was found to bind more onto lignin isolated from steam pretreated biomass than onto lignin isolated from non-treated lignocellulosic biomass. Botanical differences in lignin chemistry had only a minor effect on nonproductive binding when enzyme binding to non-treated wheat straw and spruce lignin was compared. Increase in temperature was found to increase the inhibitory effect arising from non-productive enzyme binding to lignin. Different enzymes were shown to have a characteristic temperature at which the inhibition emerged. Thermostable enzymes were the most lignin-tolerant at high temperatures, suggesting that in addition to the surface properties of an enzyme, non-productive binding onto lignin may be influenced by stability of the enzyme structure. In addition, for lignin-bound T. reesei cellulases, increase in temperature resulted in loss of catalytic activity and tighter binding, suggesting that at high temperature enzyme binding to lignin was probably coupled to conformational changes in the protein folding. With TrCel7A, carbohydrate-binding module, Kasvien lignoselluloosa on vaihtoehtoinen uusiutuva raaka-aine likkennepolttoaineiden sekä erilaisten kemikaalien tuotantoon. Lignoselluloosan biokemiallisella prosessoinnilla pyritään hajottamaan biomassan rakennepolysakkaridit entsymaattisesti liukoisiksi sokereiksi, joista pystytään esimerkiksi mikrobien avulla tuottamaan haluttuja yhdisteitä, kuten liikennepolttoaineeksi soveltuvaa etanolia. Lignoselluloosa koostuu pääosin rakennepolysakkarideista (selluloosa ja hemiselluloosa) sekä ligniinistä, joka on aromaattinen polymeeri. Ligniinin läsnäolo estää rakennepolysakkarideja hajottavien entsyymien toimintaa useilla mekanismeilla, joista entsyymien epäspesifi sitoutuminen ligniinin on eräs tärkeimmistä. Entsyymien sitoutuminen ligniiniin heikentää niiden toimintaa sekä rajoittaa entsyymien kierrätettävyyttä. Molekyylitason mekanismit, jotka mahdollistavat entsyymien sitoutumisen ligniiniin, tunnetaan heikosti. Väitöskirjan tavoitteena oli tutkia entsyymi-ligniini-vuorovaikutuksia käyttäen hyödyksi eristettyjä ligniininäytteitä sekä rakenteeltaan ja lämpöstabiilisuudeltaan erilaisia sellulaasi-entsyymejä. Työssä havaittujen ilmiöiden pohjalta on pystytty esittämään keinoja, joilla haitallisia entsyymi-ligniini-vuorovaikutuksia voidaan välttää prosessissa. Lignoselluloosan biokemiallisen prosessoinnin tehostaminen on edellytys sen maailmanlaajuiselle hyödyntämiselle polttoaine- ja kemikaalituotannossa.

This thesis focuses on term weighting in short documents. I propose weighting approaches for assessing the importance of terms for three tasks: (1) document categorization, which aims to classify documents such as tweets into categories, (2) keyword extraction, which aims to identify and extract the most important words of a document, and (3) keyword association modeling, which aims to identify links between keywords and use them for query expansion. As the focus of text mining is shifting toward datasets that hold user-generated content, for example, social media, the type of data used in the text mining research is changing. The main characteristic of this data is its shortness. For example, a user status update usually contains less than 20 words. When using short documents, the biggest challenge in term weighting comes from the fact that most words of a document occur only once within the document. This is called hapax legomena and we call it Term Frequency = 1, or TF=1 challenge. As many traditional feature weighting approaches, such as Term Frequency - Inverse Document Frequency, are based on the occurrence frequency of each word within a document, these approaches do not perform well with short documents. The first contribution of this thesis is a term weighting approach for document categorization. This approach is directed to combat the TF=1 challenge by excluding the traditional term frequency from the weighting method. It is replaced by using word distribution among categories and within a single category as the main components. The second contribution of this thesis is a keyword extraction approach that uses three levels of word evaluation: corpus level, cluster level, and document level. I propose novel weighting approaches for all of these levels. This approach is designed to be used with short documents. Finally, the third contribution of this thesis is an approach for keyword association weighting that is used for query expansion. This approach uses, Tämä väitös keskittyy termien painotuksen haasteisiin lyhyissä dokumenteissa. Ehdotan painotusmenetelmiä kolmeen eri osa-alueeseen: (1) dokumenttien kategorisointi, jossa pyritään luokittelemaan muun muassa Twitter viestejä, (2) avainsanojen louhinta, jossa tavoitteena on tunnistaa ja louhia dokumentin tärkeimmät sanat, ja (3) avainsanojen assosiaatiomallinnus, jonka tavoitteena on tunnistaa sanojen välisiä linkkejä ja hyödyntää niitä haun laajennoksessa. Koska tekstinlouhinta keskittyy nykyään käyttäjien luomiin dokumentteihin, kuten esimerkiksi sosiaaliseen mediaan, tekstinlouhinnassa käytetty tieto on muuttumassa. Suurin muutos on tekstin pituus, koska sosiaalisen median viestit ovat usein alle 20 sanaa pitkiä. Tästä seuraa painotuksen suurin haaste: sanat esiintyvät usein pelkästään kerran dokumentin sisällä. Me kutsumme tätä haastetta Term Frequency = 1 (Termi Frekvenssi = 1) tai TF=1 haasteeksi. Tämän haasteen vuoksi useat perinteiset menetelmät, kuten esimerkiksi TF-IDF, ei tuota hyviä tuloksia lyhyissä dokumenteissa. Tämän työn ensimmäinen kontribuutio on termien painotus menetelmä dokumenttien luokitteluun. Menetelmä perustuu sanan esiintymistiheyden korvaamiseen muilla komponenteille, kuten esimerkiksi sanan luokkakohtaisella jakaumalla. Työn toinen kontribuutio on menetelmä avainsanojen louhintaan joka perustuu sanojen hyvyyden arviointiin kolmella eri tasolla: korpus, klusteri ja dokumentti tasoilla. Kolmas kontribuutio keskittyy avainsanojen assosiaatiomallintamiseen. Tässä tavoitteena on löytää vahvasti toisiinsa liittyviä avainsanoja ja hyödyntää näitä linkkejä haun laajennoksessa. Tämän väitöskirjan tärkein löydös on se, että olemassa olevat ja hyväksi havaitut menetelmät jotka on luotu pitkille dokumenteille, eivät toimi lyhyiden dokumenttien kanssa optimaalisesti. Tässä väitöksessä esitetyt uudet menetelmät tuottavat lupaavia menetelmiä kaikilla kokeilluilla osa-alueilla.

Increasing demand and uncertain availability of fossil fuels urge us to find alternative resources available in large quantities especially for the petrol-based transportation sector. Lignocellulosic biomass, available worldwide in plant cell walls, is a promising alternative feedstock. It can be depolymerised to sugar monomers, which provide potential raw material for sugar platform-based production of fuels and chemicals. However, the enzymatic saccharification of lignocellulose to platform sugars is hindered primarily by the complexity of lignocellulosic substrates as well as by the performance of the hydrolytic enzymes involved. This study focuses on various rate limiting factors such as the decrease in the reactivity and accessibility of the substrates which slow down the hydrolysis, on auxiliary enzymes needed for the efficient solubilisation of cellulose, as well as on the adsorption of enzymes. Consequently, solutions to these limitations were sought to improve the efficiency of biomass conversion processes. Following the morphological and structural changes in the substrate during hydrolysis revealed that the average crystal size and crystallinity of cellulose remained constant while particle size generally decreased (Paper I). In particular, cellulose microfibrils were proposed to be hydrolysed one-by-one in fibre aggregates by peeling off cellulose chains layer-by-layer from the outer crystals of microfibril aggregates. Microscopic observation showed that almost intact particles remained in the residue even after 60% conversion. Lignocellulose is a complex network of lignin and polysaccharides. Lignin was found to impede the hydrolysis of cellulose, and its extensive removal doubled the conversion yields of softwood (Paper II). On the other hand, accumulation of lignin during hydrolysis did not affect hydrolysability by commercial cellulase preparations. Residual hemicelluloses, especially glucomannan, were resistant to enzymatic hydrolysis but could be r, Increasing demand and uncertain availability of fossil fuels urge us to find alternative resources available in large quantities especially for the petrol-based transportation sector. At present, first generation bioethanol and biodiesel are produced worldwide from cornstarch, sugarcane and rapeseed oil. However, fuels produced from these raw materials are not considered sustainable. Thus, recent efforts have been directed towards the use of sustainable raw materials, such as residues from forestry and agriculture as well as municipal wastes. Lignocellulosic biomass, available worldwide in plant cell walls, is a promising alternative feedstock for the production of second generation biofuels. However, the enzymatic saccharification of lignocellulose to platform sugars is hindered primarily by the complexity of lignocellulosic substrates as well as by the performance of the hydrolytic enzymes involved. Therefore, this work focuses on various rate limiting factors such as the decrease in the reactivity and accessibility of the substrates which slow down the hydrolysis, on auxiliary enzymes needed for the efficient solubilisation of cellulose, as well as on the adsorption of enzymes. Consequently, solutions to these limitations were sought to improve the efficiency of biomass conversion processes.

Oats contain a considerable amount of the soluble fibre β-glucan, which has recently received an authorised cholesterol lowering health claim in all member states of the EU. The healthy and natural image of whole grain oats has made them a desirable ingredient for use in breads. However, the absence of gluten-forming proteins and high fibre content pose technological challenges with respect to product texture. Fundamental understanding of the role of oat components on the structure formation of dough and bread is needed to facilitate the development of new healthy variants of oat breads with consumer-appealing properties. This thesis studied the effects of baking and bioprocessing methods, such as the use of sourdough and enzymes, on the chemical and rheological properties of oat doughs, the stability of β-glucan, and the quality attributes of oat breads. A concept was created for using whole grain oat flour as a base in an oat-wheat bread with good textural and sensory quality and high β-glucan content. Ingredient and process parameters for optimised texture and taste of the oat-wheat bread were established without extensive degradation of β-glucan. The use of an optimized sourdough process in the production of oat bread provided a feasible technique for producing a new tasty variant of oat bread with high β-glucan content. The use of enzymes, such as laccase and xylanase, proved highly effective in improving the texture of oat-wheat bread. It was shown in this work that tyrosinase efficiently cross-linked oat protein, which was suggested to improve the textural properties of gluten-free oat bread. The identified positive effects on the baking quality of oat bread encourage the food ingredient and baking industry to apply bioprocessing as a powerful tool for improving the flavour and texture of healthy bakery products., Kaura sisältää runsaasti liukoista kuitua, β-glukaania, jonka kolesterolia alentavat vaikutukset on hiljattain hyväksytty elintarvikkeiden sallittujen terveysväittämien listalle EU:ssa. Täysjyväkauran terveellinen ja luonnollinen imago on tehnyt siitä houkuttelevan raaka-aineen leipomotuotteisiin. Kaura on kuitenkin haasteellinen leivonnan raaka-aine, koska se sisältää paljon kuitua eikä kauraproteiineilla ole vehnälle ominaista sitkonmuodostuskykyä hiivataikinassa. Tarvitaankin lisää tietoa kaurakomponenttien vaikutuksista taikinan ja leivän rakenteeseen, jotta voidaan paremmin muokata kauratuotteille haluttu rakenne ja maku, ilman että kauratuotteiden terveyttä edistävät ominaisuudet menetetään. Tässä työssä tutkittiin leivonnan ja bioprosessoinnin, kuten raskituksen ja entsyymien, vaikutuksia kaurataikinan kemiallisiin ja reologisiin ominaisuuksiin, β-glukaanin stabiilisuuteen ja leivän laatuun. Reseptin ja prosessimuuttujien optimointi mahdollisti 51 % täysjyväkaurajauhoa sisältävän leivän valmistamisen, jolla oli hyvä maku ja rakenne ja suuri β-glukaanipitoisuus. Vehnäraskitusprosessin optimointi osoittautui hyväksi keinoksi tuottaa uusia makuvaihtoehtoja runsaasti β-glukaania sisältävälle kauravehnäleivälle. Entsyymien, kuten lakkaasin ja tyrosinaasin kykyä muokata kauran makropolymeerejä leivontaprosessin aikana tutkittiin joko erikseen tai ksylanaasin kanssa. Lakkaasi ja ksylanaasi lisäsivät täysjyväkauraleivän, gluteenittoman kauraleivän sekä kauravehnäleivän ominaistilavuutta ja tuoreen kauravehnäleivän pehmeyttä. Tyrosinaasi lisäsi tehokkaammin gluteenittoman kauraleivän ominaistilavuutta ja pehmeyttä kuin lakkaasi, erityisesti ksylanaasin kanssa. Tyrosinaasin vaikutus perustui pääosin kauran proteiinien polymeroitumiseen, joka yhdistettynä ksylanaasin katalysoimaan arabinoksylaanin pilkkoutumiseen paransi gluteenittoman kauraleivän ominaistilavuutta ja pehmeyttä. Tulokset osoittavat, että bioprosessointi voisi olla tehokas keino myös muiden terveellisten

In this work, we have introduced a general framework for analysis and optimization of adaptive transmission systems in information-unstable channels. In information-unstable channels, the information density does not converge to a one-point measure and the maximum achievable transmission rate is seen as a random variable because it depends on the actual channel state. For that reason, instead of conventional channel capacity, we propose to use new performance indicators such as expected utility and riskiness that are commonly used to order probability density functions in axiomatic decision theory. We show the analogies between decision theoretic problems and information-theoretic problems in adaptive transmission systems. We present different single-user, multi-user, and multi-terminal communication scenarios and map them to various rationality concepts and uncertainty models in decision theory. To the author's best knowledge, adaptive transmission systems and networks have not been yet analyzed within the framework of rational decision theory., The original document contains color images.

Pectin is a natural polymer consisting mainly of D-galacturonic acid monomers. Microorganisms living on decaying plant material can use D-galacturonic acid for growth. Although bacterial pathways for D-galacturonate catabolism had been described previously, no eukaryotic pathway for D-galacturonate catabolism was known at the beginning of this work. The aim of this work was to identify such a pathway. In this thesis the pathway for D-galacturonate catabolism was identified in the filamentous fungus Trichoderma reesei. The pathway consisted of four enzymes: NADPH-dependent D-galacturonate reductase (GAR1), L-galactonate dehydratase (LGD1), L-threo-3-deoxy-hexulosonate aldolase (LGA1) and NADPH-dependent glyceraldehyde reductase (GLD1). In this pathway D-galacturonate was converted to pyruvate and glycerol via L-galactonate, L-threo-3-deoxy-hexulosonate and L-glyceraldehyde. The enzyme activities of GAR1, LGD1 and LGA1 were present in crude mycelial extract only when T. reesei was grown on D-galacturonate. The activity of GLD1 was equally present on all the tested carbon sources. The corresponding genes were identified either by purifying and sequencing the enzyme or by expressing genes with homology to other similar enzymes in a heterologous host and testing the activities. The new genes that were identified were expressed in Saccharomyces cerevisiae and resulted in active enzymes. The GAR1, LGA1 and GLD1 were also produced in S. cerevisiae as active enzymes with a polyhistidine-tag, and purified and characterised. GAR1 and LGA1 catalysed reversible reactions, whereas only the forward reactions were observed for LGD1 and GLD1. When gar1, lgd1 or lga1 was deleted in T. reesei the deletion strain was unable to grow with D-galacturonate as the only carbon source, demonstrating that all the corresponding enzymes were essential for D-galacturonate catabolism and that no alternative D-galacturonate pathway exists in T. reesei. A challenge for biotechnology is to convert ch, Pektiini on luonnon polymeeri, joka koostuu pääasiassa D-galakturonihappomonomeereista. Lahoavalla kasviaineksella elävät mikro-organismit pystyvät käyttämään D-galakturonihappoa kasvamiseen. Aiemmin on löydetty bakteerien D-galakturonaattia hajottavia aineenvaihduntareittejä mutta aitotumallisten vastaavia reittejä ei ole tunnettu. Tämän työn tarkoitus oli selvittää, kuinka aitotumalliset hajottavat D-galakturonaattia. Tässä työssä D-galakturonaatin hajotusreitti löydettiin Trichoderma reesei -homesienestä. Reitin neljä entsyymiä olivat NADPH:sta riippuvainen D-galakturonaattireduktaasi (GAR1), L-galaktonaattidehydrataasi (LGD1), L-treo-3-deoksiheksulosonaattialdolaasi (LGA1) ja NADPH:sta riippuvainen glyseraldehydireduktaasi (GLD1). Tällä aineenvaihduntareitillä D-galakturonaatti muutettiin pyruvaatiksi ja glyseroliksi. Reitin välituotteet olivat L-galaktonaatti, L-treo-3-deoksiheksulosonaatti ja L-glyseraldehydi. Entsyymien GAR1, LGD1 ja LGA1 aktiivisuus voitiin mitata myseeliekstrakteista vain, kun T. reesei oli kasvatettu D-galakturonaatilla. GLD1-entsyymin aktiivisuus oli läsnä kaikilla testatuilla hiilenlähteillä. Reitin entsyymejä vastaavat geenit selvitettiin joko puhdistamalla ja sekvensoimalla entsyymi tai ilmentämällä geenejä, jotka olivat homologisia muiden samankaltaisten entsyymien kanssa, heterologisessa isännässä ja mittaamalla entsyymiaktiivisuutta. Kaikki löydetyt geenit ilmennettiin Saccharomyces cerevisiae -hiivasienessä ja tuotetut entsyymit olivat aktiivisia. Entsyymit GAR1, LGA1 ja GLD1 tuotettiin S. cerevisiae -hiivasienessä aktiivisena myös polyhistidiinihännän kanssa, ja ne puhdistettiin ja niiden ominaisuuksia tutkittiin. GAR1 ja LGA1 katalysoivat reaktiota molempiin suuntiin, kun taas LGD1:llä ja GLD1:llä voitiin nähdä vain yhdensuuntainen reaktio. Kun geeni gar1, lgd1 tai lga1 poistettiin T. reesei -homesienestä, tuotettu kanta ei pystynyt kasvamaan käyttäen D-galakturonaattia ainoana hiilenlähteenä. Se osoitti, että vastaavat entsyymit

BACKGROUND AND AIMS: Whole-grain cereals and diets with a low glycemic index may protect against the development of type 2 diabetes and heart disease, but the mechanisms are poorly understood. We studied the effect of carbohydrate modification on serum metabolic profiles, including lipids and branched chain amino acids, and dependencies between these and specific gene expression pathways in adipose tissue. METHODS AND RESULTS: Twenty subjects with metabolic syndrome were selected from the larger FUNGENUT study population, randomized either to a diet high in oat and wheat bread and potato (OWP) or rye bread and pasta (RP). Serum metabolomics analyses were performed using ultra-performance liquid chromatography coupled to electrospray ionization mass spectrometry (UPLC/MS), gas chromatography (GC) and UPLC. In the OWP group multiple proinflammatory lysophosphatidylcholines increased, while in the RP group docosahexaenoic acid (DHA 22:6n-3) increased and isoleucine decreased. mRNA expression of stress reactions- and adipose tissue differentiation-related genes were up-regulated in adipose tissue in the OWP group. In the RP group, however, pathways related to stress reactions and insulin signaling and energy metabolism were down-regulated. The lipid profiles had the strongest association with the changes in the adipose tissue differentiation pathway when using the elastic net regression model of the lipidomic profiles on selected pathways. CONCLUSION: Our results suggest that the dietary carbohydrate modification alters the serum metabolic profile, especially in lysoPC species, and may, thus, contribute to proinflammatory processes which in turn promote adverse changes in insulin and glucose metabolism., Funding agencies:Fazer bakeries LtdVaasan Et Vaasan oyTechnology Development Center of FinlandAcademy of Finland 117996 209445 210449Sigrid Juselius Foundation

This thesis discusses the use of sub- and supercritical fluids as the medium in extraction and chromatography. Super- and subcritical extraction was used to separate essential oils from herbal plant Angelica archangelica. The effect of extraction parameters was studied and sensory analyses of the extracts were done by an expert panel. The results of the sensory analyses were compared to the analytically determined contents of the extracts. Sub- and supercritical fluid chromatography (SFC) was used to separate and purify high-value pharmaceuticals. Chiral SFC was used to separate the enantiomers of racemic mixtures of pharmaceutical compounds. Very low (cryogenic) temperatures were applied to substantially enhance the separation efficiency of chiral SFC. The thermodynamic aspects affecting the resolving ability of chiral stationary phases are briefly reviewed. The process production rate which is a key factor in industrial chromatography was optimized by empirical multivariate methods. General linear model was used to optimize the separation of omega-3 fatty acid ethyl esters from esterized fish oil by using reversed-phase SFC. Chiral separation of racemic mixtures of guaifenesin and ferulic acid dimer ethyl ester was optimized by using response surface method with three variables per time. It was found that by optimizing four variables (temperature, load, flowate and modifier content) the production rate of the chiral resolution of racemic guaifenesin by cryogenic SFC could be increased severalfold compared to published results of similar application. A novel pressure-compensated design of industrial high pressure chromatographic column was introduced, using the technology developed in building the deep-sea submersibles (Mir 1 and 2). A demonstration SFC plant was built and the immunosuppressant drug cyclosporine A was purified to meet the requirements of US Pharmacopoeia. A smaller semi-pilot size column with similar design was used for cryogenic chiral separation, Ylikriittinen teknologia mahdollistaa ympäristöystävällisten liuottimien, kuten hiilidioksidin käytön lääkeaineiden ja terveysvaikutteisten aineiden tuotannossa. Toisin kuin monet orgaaniset liuottimet, korkeapaineinen hiilidioksidi on hinnaltaan edullinen, myrkytön, palamaton ja ennen kaikkea helposti kierrätettävissä. Tämä väitöskirja keskittyy korkeapainehiilidioksidin käyttöön uutto- ja kromatografialiuottimena arvokomponenttien erotuksessa. Hiilidioksidia voidaan käyttää sellaisenaan lipofiilisten yhdisteiden kuten haihtuvaöljyjen, rasvahappomonoestereiden tai triglyseridien prosessoinnissa. Sen ominaisuuksia voidaan helposti muokata, lisäämällä siihen alkoholeja, mikä tekee hiilidioksidista liuotuskykyisen monille lääkeaineille. Korkeapainehiilidioksidi on hyvä liuotin, mm. Väinönputken (Angelica), katajanmarjan ja pomeranssinkuoriöljyjen uutossa. Sitä on käytetty myös kolesterolin poistoon mm. meijerituotteista ja munankeltuaisjauheesta. Tässä väitöskirjassa tarkastellaan uutto-olosuhteiden vaikutusta Väinönputkesta uutetun juuriesanssin laatuun. Vaitöskirjassa käsitellään myös yli- ja alikriittisen hiilidioksidin käyttöä korkeapainekromatografian liikkuvana faasina, joko sellaisenaan tai alkoholimodifioituna. Silika- ja C18-käänteisfaaseilla erotettiin syklosporiineja (hylkimisen estoaineita elinsiirroissa) ja omega-3 rasvahappojen monoestereitä, vastaavasti. Kiraalisia eli epäsymmetrisiä molekyylejä erotettiin peilikuvaisomeereistansa käyttäen kiraalisia stationäärifaaseja ja eluenttina nestemäistä hiilidioksidia hyvin kylmissä olossa. Prosessien ajo-olosuhteiden optimointiin kehitettiin empiirinen tilastollinen menetelmä, joilla laskennalliset tuotantonopeudet saatiin maksimoitua. Työssä kehitettiin myös rakenteeltaan täysin uusi painekompensoitu korkeapainekolonni, käyttäen hyväksi Suomessa kehitettyjen syvänmeren sukelluslaitteiden (Mir 1 ja 2) rakentamisessa saavutettua teknologiaa. Näiden kolonnien ympärille rakennettiin koetehdasmittainen kromatografi

Three different Norway spruce cutting clones growing in three environments with different soil and climatic conditions were studied. The purpose was to follow variation in the radial growth rate, wood properties and lignin content and to modify wood lignin with a natural monolignol, coniferyl alcohol, by making use of inherent wood peroxidases. In addition, the incorporation of chlorinated anilines into lignin was studied with synthetic model compounds and synthetic lignin preparations to show whether unnatural compounds originating from pesticides could be bound in the lignin polymer. The lignin content of heartwood, sapwood and earlywood was determined by applying Fourier transform infrared (FTIR) spectroscopy and a principal component regression (PCR) technique. Wood blocks were treated with coniferyl alcohol by using a vacuum impregnation method. The effect of impregnation was assessed by FTIR and by a fungal decay test. Trees from a fertile site showed the highest growth rate and sapwood lignin content and the lowest latewood proportion, weight density and modulus of rupture (MOR). Trees from a medium fertile site had the lowest growth rate and the highest latewood proportion, weight density, modulus of elasticity (MOE) and MOR. The most rapidly growing clone showed the lowest latewood proportion, weight density, MOE and MOR. The slowest growing clone had the lowest sapwood lignin content and the highest latewood proportion, weight density, MOE and MOR. Differences between the sites and clones were small, while fairly large variation was found between the individual trees and growing seasons. The cutting clones maintained clone-dependent wood properties in the different growing sites although variation between trees was high and climatic factors affected growth. The coniferyl alcohol impregnation increased the content of different lignin-type phenolic compounds in the wood as well as wood decay resistance against a white-rot fungus, Coriolus versicolor. During, Työssä tutkittiin kolmea erilaista kuusipistokaskloonia, jotka kasvavat kolmella maaperä- ja ilmasto-olosuhteiltaan erilaisella kasvupaikalla. Tutkimuksen tarkoituksena oli selvittää sädekasvunopeuden, puun ominaisuuksien ja ligniinipitoisuuden vaihtelua sekä modifioida ligniiniä luonnollisella monomeerilla, koniferyylialkoholilla, käyttäen hyväksi puussa olevia peroksidaasientsyymejä. Työssä tutkittiin myös torjunta-aineiden hajoamistuotteiden, kloorattujen aniliinien, sitoutumista ligniinipolymeeriin synteettisten malliaineiden ja synteettisen ligniinin avulla. Sydän-, pinta- ja kevätpuun ligniinipitoisuus määritettiin infrapunaspektroskopian (FTIR) ja pääkomponenttiregression (PCR) avulla. Puunäytteet käsiteltiin koniferyylialkoholilla alipainekyllästysmenetelmää käyttäen. Käsittelyn vaikutus arvioitiin FTIR:llä ja puun kestävyys testattiin lahotuskokeen avulla. Viljavalla kasvupaikalla kuusen kasvunopeus ja pintapuun ligniinipitoisuus olivat suurimmat mutta kesäpuuosuus, tiheys ja murtolujuus pienimmät. Kasvunopeus oli pienin karulla kasvupaikalla, kun taas kesäpuuosuus ja tiheys olivat suurimmat ja lujuusominaisuudet parhaimmat. Nopeimmin kasvaneen kloonin kesäpuuosuus ja tiheys olivat pienimmät ja lujuusominaisuudet heikoimmat. Hitaimmin kasvaneen kloonin pintapuun ligniinipitoisuus oli pienin, kesäpuuosuus ja tiheys suurimmat ja lujuusominaisuudet parhaimmat. Kasvupaikkojen ja kloonien väliset erot olivat pieniä, kun taas yksittäisten puiden ja kasvukausien välinen vaihtelu oli melko suurta. Koniferyylialkoholi-käsittely lisäsi puun ligniinin kaltaisten fenolisten yhdisteiden pitoisuutta ja kestävyyttä valkolahottajasientä (Coriolus versicolor) vastaan. 3,4-dikloorianiliini sitoutui synteettisen ligniinin β-O-4 rakenteisiin bentsyyliamiinisidoksella. Havainnot osoittivat, että pistokaskloonien ominaisuudet säilyivät eri kasvupaikoilla, vaikka puiden välinen vaihtelu oli suurta ja ilmastotekijät vaikuttivat kasvuun. Luonnollista monomeeria, koniferyylialkoholi

Increasing concern about global climate warming has accelerated research into renewable energy sources that could replace fossil petroleum-based fuels and materials. Bioethanol production from cellulosic biomass by fermentation with baker s yeast Saccharomyces cerevisiae is one of the most studied areas in this field. The focus has been on metabolic engineering of S. cerevisiae for utilisation of the pentose sugars, in particular D-xylose that is abundant in the hemicellulose fraction of biomass. Introduction of a heterologous xylose-utilisation pathway into S. cerevisiae enables xylose fermentation, but ethanol yield and productivity do not reach the theoretical level. In the present study, transcription, proteome and metabolic flux analyses of recombinant xylose-utilising S. cerevisiae expressing the genes encoding xylose reductase (XR) and xylitol dehydrogenase (XDH) from Pichia stipitis and the endogenous xylulokinase were carried out to characterise the global cellular responses to metabolism of xylose. The aim of these studies was to find novel ways to engineer cells for improved xylose fermentation. The analyses were carried out from cells grown on xylose and glucose both in batch and chemostat cultures. A particularly interesting observation was that several proteins had post-translationally modified forms with different abundance in cells grown on xylose and glucose. Hexokinase 2, glucokinase and both enolase isoenzymes 1 and 2 were phosphorylated differently on the two different carbon sources studied. This suggests that phosphorylation of glycolytic enzymes may be a yet poorly understood means to modulate their activity or function. The results also showed that metabolism of xylose affected the gene expression and abundance of proteins in pathways leading to acetyl-CoA synthesis and altered the metabolic fluxes in these pathways. Additionally, the analyses showed increased expression and abundance of several other genes and proteins involved in cellular r, Ilmaston lämpeneminen ja fossiilisten polttoaineiden rajallisuus on lisännyt kiinnostusta uusiutuvista raaka-aineista valmistettaviin polttoaineisiin ja tuotteisiin. Polttoaine-etanoli, joka on tuotettu fermentoimalla kasviperäistä selluloosaa ja hemiselluloosaa sisältävää kasvimateriaalia, on paljon tutkittu vaihtoehto fossiilisille polttoaineille. Kaikkien kasvimateriaalissa olevien sokereiden hyödyntäminen on tärkeää etanolin tuotannon taloudelliselle kannattavuudelle. Laajalti etanolin tuottoon käytettävä leivinhiiva S. cerevisiae fermentoi kuitenkin tehokkaasti vain glukoosia ja heksoosisokereita eikä kykene käyttämään hemiselluloosassa suhteellisen runsaana esiintyvää viisihiilistä pentoosisokeria ksyloosia. Ksyloosin käytön mahdollistavat entsyymit ksyloosireduktaasi ja ksylitolidehydrogenaasi, joita ilmentävät geenit on siirretty leivinhiivaan Pichia stipitis -hiivasta. Ksyloosia käyttävät muuntogeeniset leivinhiivakannat tuottavat ksyloosista etanolia, mutta etanolin saanto ja tuottonopeus eivät vielä yllä toivotulle tasolle. Tässä työssä on etsitty uusia keinoja parantaa leivinhiivan ksyloosin fermentointikykyä vertaamalla ksyloosia käyttävän leivinhiivan ksyloosiaineenvaihduntaa glukoosiaineenvaihduntaan DNA-sirujen, proteomiikan ja aineenvaihduntavuoiden mallintamisen avulla. Tulokset osoittavat, että ksyloosi ei kykene glukoosin tavoin vaimentamaan leivinhiivassa sitruunahappokierron, glyoksylaattisyklin ja glukoneogeneesin proteiineja ilmentäviä geenejä eikä useita muita geenejä, jotka liittyvät muiden hiilen lähteiden kuin sokereiden käyttöön. Ksyloosin käyttö muutti myös asetyyli-CoA:n valmistukseen liittyvien geenien ilmentymistä sekä asetyyli-CoA:n aineenvaihduntareitillä olevien proteiinien määriä. Lisäksi ksyloosin käyttö aktivoi geenejä, joiden ilmentyminen on aiemmin liitetty hiilen lähteen ja ravinteiden loppumiseen. Mielenkiintoinen havainto oli, että glykolyysiin osallistuvat entsyymit heksokinaasi, glukokinaasi ja enolaasi fosforyloituivat

Hydrophobins are small surface active proteins that are produced by filamentous fungi. The surface activity of hydrophobin proteins leads to the formation of a film at the air-water interface and adsorption to surfaces. The formation of these hydrophobin films and coatings is important in many stages of fungal development. Furthermore, these properties make hydrophobins interesting for potential use in technical applications. The surfactant-like properties of hydrophobins from Trichoderma reesei were studied at the air-water interface, at solid surfaces, and in solution. The hydrophobin HFBI was observed to spontaneously form a cohesive film on a water drop. The film was imaged using atomic force microscopy from both sides, revealing a monomolecular film with a defined molecular structure. The use of hydrophobins as surface immobilization carriers for enzymes was studied using fusion proteins of HFBI or HFBII and an enzyme. Furthermore, sitespecifically modified variants of HFBI were shown to retain their ability to selfassemble at interfaces and to be able to bind a second layer of proteins by biomolecular recognition. In order to understand the function of hydrophobins at interfaces, an understanding of their overall behavior and self-assembly is needed. HFBI and HFBII were shown to associate in solution into dimers and tetramers in a concentration-dependent manner. The association dynamics and protein-protein interactions of HFBI and HFBII were studied using Förster resonance energy transfer and size exclusion chromatography. It was shown that the surface activity of HFBI is not directly dependent on the formation of multimers in solution., Hydrofobiinit ovat rihmasienten tuottamia pieniä pinta-aktiivisia proteiineja. Pinta-aktiivisina molekyyleinä hydrofobiiniproteiinit muodostavat kalvon ilman ja veden rajapinnalle sekä kiinnittyvät kiinteille pinnoille. Näiden kalvojen ja pinnoitteiden muodostuminen on tärkeää monissa rihmasienen yksilönkehityksen vaiheissa. Lisäksi nämä ominaisuudet tekevät hydrofobiineista kiinnostavia molekyylejä teknisiin sovelluksiin. Trichoderma reesei -homeen tuottamien HFBI- ja HFBII-hydrofobiinien pintaaktiivisuusominaisuuksia tutkittiin ilman ja veden rajapinnalla, kiinteillä pinnoilla sekä liuoksessa. HFBI-hydrofobiinin havaittiin muodostavan yhtenäisen kalvon vesipisaran pinnalle. Kalvon molemmat puolet kuvattiin atomivoimamikroskoopilla ja osoitettiin, että kalvo on muodostunut yhdestä hydrofobiinimolekyylikerroksesta, jolla on hyvin järjestäytynyt molekyylitason rakenne. Entsyymien kiinnittämistä pinnoille hydrofobiinien avulla tutkittiin käyttäen HFBI:n tai HFBII:n ja mallientsyymin fuusioproteiineja. Lisäksi osoitettiin, että kohdennetusti muokattu HFBI-muunnos säilyttää kykynsä itsejärjestäytyä rajapinnoilla ja kykenee sitomaan hydrofobiini-kalvon päälle toisen proteiinikerroksen käyttäen biomolekulaarista tunnistusta. Ymmärtääksemme paremmin hydrofobiinien pinta-aktiivisuusominaisuuksia on tarpeen tuntea hydrofobiinien yleisiä ominaisuuksia ja itsejärjestäytymistä. HFBI sekä HFBII yhdistyvät vesiliuoksessa dimeereiksi ja tetrameereiksi, ja reaktio on riippuvainen proteiinien pitoisuudesta. Liuos-multimeerien muodostumisen dynamiikan ja proteiinien välisten vuorovaikutusten tutkimiseen käytettiin Försterresonanssienergiansiirtomenetelmää sekä geelisuodatuskromatografiaa. Tutkimuksessa osoitettiin, että HFBI:n pinta-aktiivisuus ei ole suoraan riippuvainen liuosmultimeerien muodostumisesta.

An increasing number of Flexible Manufacturing Systems (FMS) have been installed in Europe during the past few years. The general experience is that the availability of the FMS is not as high as was originally expected and especially their unmanned use during three shifts has not been successful. One of the major problems is the deterioration or failure of the tools. To develop a system to address this, a wide cutting test and analysis program for tool wear was performed. The test program covered both shank end and end mills together with twist drills and tread taps. For monitoring the tool wear a number of monitoring methods such as vibration, acoustic emission, sound, spindle power and current, axial force, torque were tested. The relations between the analysed signals and tool wear form a basis for the diagnosis rules that are used in an diagnostic expert system module. An expert system for automated on-line diagnosis of tool wear of different types of tools was built using a new approach. In this approach the faults are described in a fault tree database and the corresponding features of condition monitoring signals together with the machine status information are described in a symptom tree database. Using a rule synthesizer program the information gathered in the databases is automatically converted to expert system code., This article is from 'Technology Showcase: Integrated Monitoring, Diagnostics and Failure Prevention. Proceedings of a Joint Conference, Mobile, Alabama, April 22-26, 1996, AD-A325 558, p1-10.

This study examined interactions of environmental and safety measures for road, transportation. The results showed that a vast majority of the examined measures support, both policy objectives and thereby contribute effectively to sustainable transportation., However, there were also measures with conflicting effects, although the number of those, measures was limited. In addition, there were a number of measures with no interaction., Furthermore, many potential effects were not documented and therefore in many instances, only likely effects were noted., There are two practical implications of this study. First, those measures that result in, double benefits should be encouraged to be implemented. Second, in case of conflicting, measures, the specific implementations should attempt to minimize the negative effects.