Doktorsvörn í lyfjavísindum - Sankar Rathinam

Föstudaginn 21. október ver Sankar Rathinam doktorsritgerð sína í lyfjavísindum við Lyfjafræðideild Háskóla Íslands. Ritgerðin ber heitið: N-alkýl, N-asýl og tríazólyl afleiður kítosans; Efnasmíði og bakteríuhamlandi eiginleikar. N-Alkyl, N-Acyl, and Triazolyl Derivatives of Chitosan: Synthesis and Antibacterial Properties.  

Andmælendur eru dr. Kim Lambertsen Larsen, prófessor við Háskólann í Álaborg, og dr. Ögmundur Viðar Rúnarsson, vísindamaður hjá Alvotech.  

Umsjónarkennari og leiðbeinandi var Már Másson, prófessor. Aðrir í doktorsnefnd voru Berglind Eva Benediktsdóttir, dósent, Martha Ásdís Hjálmarsdóttir, Mikkel Boas Thygesen, lektor og Sigríður Guðrún Suman, prófessor. 

Elín Soffía Ólafsdóttir, prófessor og deildarforseti Lyfjafræðideildar, stjórnar athöfninni sem fer fram í Hátíðasal Háskóla Íslands og hefst kl. 13.00.  

Útdráttur 

Kítósan er líffjölliða afleidd af kítíni, gerð úr β(1, 4) tengdum glúkósamíneiningum. Kítósan og afleiður þess eru mikið notaðar sem náttúruleg bakteríudrepandi efni en þekking á sambandi byggingar og virkni er samt skammt á veg komin. Fyrsta markmið doktorsverkefnisins var að rannsaka samband byggingar og virkni fyrir nokkrar algengar og vel þekktar kítósanafleiður. Katjónískar (TACin, TMC, og HTCC), anjónískar (CMC) og óhlaðnar (HPC og TGC) kítósanafleiður voru smíðaðar með mismunandi setni (DS). Þær voru efnagreindar með 1H NMR, FT-IR, og gelsíunarsúluskiljun (GPC). Katjónískar afleiður voru virkastar gegn bakteríum, sérstaklega við pH 7,2. HPC, sem hefur óhlaðna sethópa, var ekki eins virk og virknin minnkaði með aukinni setni. CMC, sem hefur anjóníska sethópa var óvirk gegn bakteríum. Í öðrum hluta verkefnisins var þróuð koparhvötuð azíðalkýn-hringálagningar (CuAAC) efnasmíðaaðferð til að gera nýja gerð kítósanafleiða, svokölluð kítótríazólanefni. Kítósan og algengar kítósanafleiður voru notuð sem byrjunarefni sem var umbreytt í kítotríazólanefni og blönduð kítótríazólanefni með því að umbreyta primer amínóhópum í 1,2,3-triazole. Katjónísk tríazól og blönduð tríazól voru virk gegn bakteríum nema kítótríazól afleidd af CMC sem voru óvirk. Lokahluti verkefnisins miðaði að því að nota smellefnafræðiaðferðina til að tengja bakteríudrepandi peptíð við kítósan. Peptíð-kítósankonjúgötin voru virkari gegn gram-neikvæðu bakteríunum E. coli og P. aeruginosa en gegn gram-jákvæðum bakteríum. 

Abstract 

Chitosan is a biopolymer derived from chitin composed of β(1, 4) linked glucosamine units. Chitosan and its derivatives have been widely studied as promising new antibacterial agents, but the relationship between structure and activity is still poorly understood. The first aim of the work reported in the thesis was to investigate the structure-antibacterial activity relationship for common and well-known chitosan derivatives. Cationic (TACin, TMC, and HTCC), anionic (CMC), and neutral (HPC and TGC) chitosan derivatives were synthesized with different degrees of substitution (DS) and characterized by 1H NMR, FT-IR, and gel permeation chromatography (GPC). Cationic derivatives were most active against bacteria, especially at pH 7.2. HPC, which has a neutral substituent, was less active, and the activity decreased with DS. CMC, which has an anionic substituent, was inactive against bacteria. In the second part of the work a copper-catalyzed azide-alkyne cycloaddition (CuAAC), “click chemistry” procedure was developed to synthesize a new class of chitosan derivatives, so-called chitotriazolas. Native chitosan and common chitosan derivatives were converted to corresponding chitotriazolan  and mixed-chtiotriazolan derivatives, where all primary amino had been converted to 1,2,3-triazole. Cationic chitotriazolans and mixed chitoriazolans derived from common chitosan derivatives were active against bacteria, except chitotriazolan derived from CMC, which lacked activity. The final part of the research for the thesis focused on the conjugation of antimicrobial peptides to the chitosan backbone using the click chemistry procedure. The antimicrobial peptide chitosan conjugates were more active against gram-negative bacteria, E. coli, and P. aeruginosa than against gram-positive bacteria. 

Um doktorsefnið 

Sankar Rathinam fæddist á Indlandi 1987. Hann lauk B.Sc.-gráðu í efnafræði og B.Ed.-gráðu frá Periyar University á Indlandi 2007 og 2008. Hann útskrifaðist með M.Sc.-gráðu í efnfræði frá Madurai Kamaraj University 2010. Eftir það vann Sankar sem “project assistant” hjá IISER Pune frá 2012–2015 og síðan sem “senior research chemist” hjá Sai life sciences Ltd. í Pune á Indlandi frá 2015 til 2017. Sankar flutti til Íslands og hóf doktorsnám við Lyfjafræðideild Háskóla Íslands 2017.